HyStEPs-IF-Hybrid Storage for Efficient Processes
Ausgangssituation
Zwei Faktoren, i) die Steigerung des Anteils Erneuerbarer Energieträger im Netz und ii) die fortschreitende Dekarbonisierung, erfordern zukünftig eine drastische Kapazitätserhöhung der thermischen Energiespeicher in bestehenden Industrieanlagen bzw. -prozessen. Eine weit verbreitete und bewährte Speichertechnologie ist der Ruths-Dampfspeicher. Er wird in einer Vielzahl von Branchen wie z.B. Nahrungsmittel-, Genussmittel-, Papier- und Metallindustrie eingesetzt. Ziel von HyStEPs ist es innovative Hybridspeicherkonzepte zu entwickeln und experimentell zu testen, um damit mittelfristig die Speicherkapazität von in Betrieb befindlichen Ruths-Dampfspeichern um bis zu 40 % zu erhöhen. Die dafür notwendigen Investitionskosten sollen dabei nur die Hälfte eines äquivalenten Ruths-Dampfspeichers betragen, was die Amortisationszeiten auf 3-5 Jahre halbiert.
Projektverlauf
Ziel von HyStEPs ist es innovative Hybridspeicherkonzepte zu entwickeln und experimentell zu testen, um damit mittelfristig die Speicherkapazität von in Betrieb befindlichen Ruths-Dampfspeichern um bis zu 40 % zu erhöhen. Die dafür notwendigen Investitionskosten sollen dabei nur die Hälfte eines äquivalenten Ruths-Dampfspeichers betragen. Im Projekt werden mehrere Ruths-Dampfspeicher-Labormuster mit innovativen Latentwärmespeichern ummantelt. Es werden Wärmeleitstrukturen entwickelt und implementiert sowie eine Ladezustandsmessung für den Hybridspeicher entwickelt, um ein optimales Zusammenspiel der beiden thermischen Speichertypen über den gesamten Be- und Entladezyklus zu ermöglichen. Dieser innovative Lösungsansatz, der auf AIT Patentenanmeldungen basiert, soll bei erhöhter Speicherkapazität ein möglichst unverändertes Be- und Entladeverhalten des Dampfspeichers aufweisen. Zudem werden eine techno-ökonomische Bewertung anhand von drei bis fünf industriellen Prozessen verschiedener Branchen und eine detaillierte Bedarfsanalyse durchgeführt.
Meilensteine
- Thermodynamische und Messtechnische Anforderungen sind ermittelt und ein Latentspeichermaterial ausgewählt
- Laborversuchsspeicher sind entworfen
- Experimente sind abgeschlossen
- Steuerungs- und Regelungskonzept ist entwickelt, implementiert und getestet
"Durch den zunehmenden Anteil an erneuerbarer Energie werden Speicher in Zukunft auch für die Industrie immer wichtiger werden. In der energieintensiven Prozessindustrie können thermische Speicher einen wesentlichen Teil zum Lastausgleich innerhalb des Standortes beitragen und Betriebe verstärkt am Regelenergiemarkt teilnehmen."
- ZITAT Gerwin Drexler-Schmid -
Ergebnisse
Es werden innovative Konzepte für Hybridspeicher bestehend aus Dampf- und Latentwärmespeicher entwickelt und experimentell überprüft, wodurch relevante Erkenntnisse für zukünftige Hybridspeicher-Prototypen gewonnen werden. Die entwickelte Ladezustandsmessung ermöglicht die Regelung der zukünftigen Prototypen. Des Weiteren werden Erkenntnisse über den industriellen Bedarf und die Wirtschaftlichkeit des Speicherkonzeptes in Abhängigkeit von zusätzlicher und ursprünglicher Speicherkapazität, Leistung, Prozessdynamik und Temperaturen gewonnen.
Steckbrief
Projektnummer
868842
Koordinator
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Partner
voestalpine Stahl Donawitz GmbH
EDTMAYER Systemtechnik GmbH
Technische Universität Wien
Schlagwörter
Dampfspeicher, Latentwärmespeicher, Retrofit, Betriebsoptimierung
Projektleitung
Gerwin Drexler-Schmid, gerwin.drexler-schmid@ait.ac.at
Dauer
01/09/2018 - 31/08/2020
Budget
798,784€