Einträge ‘Fraunhofer-Institut’

IWES untersucht Fragen zur „Wärmewende“

Montag, Mai 11th, 2015

„Langfristig ist der Einsatz eines hohen Anteils von regenerativ erzeugtem Strom im Wärmemarkt unabdingbar, um die Klimaziele zu erreichen“, fasst Projektleiter Norman Gerhardt vom Fraunhofer IWES die Ergebnisse seines Forschungsprojekts „Interaktion EE-Strom, Wärme und Verkehr“ zusammen.

Der Wärmesektor macht heute über die Hälfte des Endenergieverbrauchs in Deutschland aus – trotzdem liegt die Nutzung Erneuerbarer Energien in diesem Bereich noch meilenweit entfernt von den Wachstumszahlen der Erneuerbaren im Stromsektor. Genau dies nahmen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Fraunhofer Institute IWES und IBP zum Anlass ihrer Untersuchung, mit der sie die wichtigsten Fragen rund um die unabdingbare „Wärmewende“ klären wollten, wie z.B.: „Welches sind die Schlüsseltechnologien für den Wärmesektor?“, „Welchen Einfluss nimmt die energetische Gebäudesanierung?“ oder „Wo stehen der erfolgreichen Wende im Wärmebereich wirtschaftliche und regulatorische Hürden im Weg?“

Die vollständige Pressemitteilung mit den Kernergebnissen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekts finden Sie auf der Website des Fraunhofer IWES.

 

Bild: Florian Methe, www.pixelio.de
Quelle: Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES

Kombikraftwerk 2 bestätigt Netzstabilität Erneuerbarer Energien

Montag, November 11th, 2013

Nachdem bereits vor einigen Jahren das Kombikraftwerk-Projekt zeigen konnte, dass die Erneuerbaren Energien den Strombedarf Deutschlands bereits in einigen Jahrzehnten jederzeit vollständig decken könnten, hat das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES)vergangene Woche die ersten Ergebnisse des Folgeprojekts Kombikraftwerk 2 veröffentlich. Dabei konnte nach knapp dreijähriger Arbeit nachgewiesen werden, dass auch die Netzstabilität in einer vollständig erneuerbaren Stromversorgung sicher gestellt werden kann, wenn das System technisch und regulatorisch entsprechend weiterentwickelt wird.

Ein live übertragener Feldtest, bei dem mehrere Windparks, Biogas- und Photovoltaik-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 80 MW zu einem Kombikraftwerk zusammengeschlossen wurden, konnte vergangene Woche demonstrieren, dass ein Verbund aus Erneuerbare-Energien-Anlagen bereits heute Regelleistung bereitstellen und so einen wichtigen Beitrag zur Stabilität der Stromversorgung beitragen kann. Daneben konnte, auf Basis eines eigens entwickelten räumlich hochaufgelösten Zukunftsszenarios gezeigt werden, dass auch die Netzstabilität in einem angepassten Stromversorgungssystem mit 100% erneuerbaren Energiequellen garantiert werden kann.

„Wenn in Zukunft erneuerbare Energien in Kombikraftwerken verknüpft und gesteuert werden, können sie zusammen mit Speichern jederzeit den Bedarf decken und für eine stabile Frequenz und Spannung im Netz sorgen“, so der stellvertretende IWES-Institutsleiter Dr. Kurt Rohrig.

Details zu den Ergebnissen des Forschungsprojekts „Kombikraftwerk 2“ finden Sie neben Videoanimationen und vielen weiteren Hintergründen auf www.kombikraftwerk.de.

 

Quelle: www.fraunhofer.de
Bild: www.kombikraftwerk.de

Kraft-Wärme-Kopplung: Sorptive Wärmespeicherung mit Zeolith

Mittwoch, Juni 6th, 2012

In Kraftwerken wird bei der Erzeugung von elektrischem Strom oft viel Wärme erzeugt, die nicht genutzt werden kann. Zum einen fehlt in ländlichen Gebieten die entsprechende Infrastruktur zur Wärmeversorgung, meist aber wären die Leitungsverluste durch die großen Entfernungen vom Erzeuger zum Verbraucher zu hoch. Eine marktfähige Speichertechnik wäre hier die ideale Lösung. Das Fraunhofer IGB in Stuttgart hat nun gemeinsam mit Industriepartnern eine vielversprechende Technik entwickelt, die die Wärme verlustfrei speichern soll. Für die breite technische Anwendung wurde die sorptive Speicherung mit Zeolith bislang nicht eingesetzt. Eine Containerlösung steht nun kurz vor der Marktreife.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) auf Basis der erneuerbaren Energien birgt großes Potenzial. Etwa die Hälfte der im Brennstoff enthaltenen Energie wird als Wärme freigesetzt. Statt mit wasserbefüllten Pufferspeichern lässt sich Wärme mittels sorptiver Speicherung mit Zeolith speichern. Das Besondere: Der Speicher kann drei- bis viermal so viel Wärme wie Wasser über längere Zeiträume hinweg einlagern. Die Behälter müssen demnach etwa ein Viertel so groß sein wie Wasserspeicher.

Die Speicherfähigkeit von Zeolithen wird in vielen technischen Bereichen bereits genutzt, angefangen von Geschirrspülmaschinen über Kühlaggregaten bis hin zu Gas-Wärmepumpen. Das Potenzial steckt in ihrer Oberfläche: Diese ist porös; in einem Gramm der Zeolith-Kügelchen stecken bis zu 1.000 Quadratmeter Oberfläche. Kommt das Material mit Wasserdampf in Berührung, bindet es diesen in den Poren und Wärme entsteht. Zum Speichern der Wärme wird das Wasser entfernt und das Material – wiederum mit Wärme – getrocknet. Das Prinzip ist nicht neu, doch bislang gibt es noch keine breite technische Anwendung in Speichern. „Wir haben das Prinzip aufgegriffen und technisch umgesetzt“, erklärt Mike Bicker, Gruppenleiter Wärme- und Sorptionssysteme am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Zusammen mit Industriepartnern, unter anderem mit ZeoSys, hat das Fraunhofer IGB den neuen Wärmespeicher entwickelt. Die Forscher zeigten zunächst an einem 1,5-Liter-Reaktor und später an einem 15-Liter-Reaktor, wie das Verfahren grundsätzlich funktioniert. Sie untersuchten, welche der verschiedenen Zeolithe sich am besten eignen und wie groß die Kügelchen sein müssen. In den Versuchen konnte darüber hinaus die Wärme ohne größere Verschleißerscheinungen viele tausend Male gespeichert werden.

Ergebnis der Versuche und Markanwendung

Die Ergebnisse übertrugen die Forscher auf eine Versuchsanlage mit 750 Liter Speichervolumen. Der Speicher befindet sich in einem transportablen Container – Wissenschaftler können so die Anlage unter realistischen Bedingungen an den unterschiedlichsten Einsatzorten testen.
Im nächsten Schritt wollen die Fraunhofer Forscher die Herstellungskosten reduzieren, die Anlage weiter optimieren und für verschiedene Anforderungen anpassen. Zentrales Ziel sei vor allem, die Wärme sowohl in Industrieanlagen speichern zu können als auch in kleineren Blockheizkraftwerken (z. B. Wohnhäuser). Industrielle Anwendungen stünden zunächst im Vordergrund: „Ideal wäre eine Art Baukastensystem, aus dem man den Speicher je nach Anforderung zusammensetzen kann“, so Blicker.

Wärme, Kälte und Strom speichern

BINE-Projektinfos zum Thema Speicherung von Wärme, Kälte und Strom: „Heizen mit Zeolith-Heizgerät“ (02/2005) und „Kühlgeräte mit Zeolith und Wasser“ (16/2010). Außerdem gibt basisEnergie „Wärme und Strom speichern“ (19) einen Überblick, wie Energie dann nutzbar wird, wenn sie gebraucht wird.

Quelle: bine-Informationsdienst

Foto: Fraunhofer IGB/bine-info

Neues IWES-Forschungsprojekt: Kombikraftwerk 2

Freitag, Mai 6th, 2011

Dass eine alleinige Stromversorgung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland machbar ist, soll das neue Forschungsprojekt „Kombikraftwerk 2“ des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) gemeinsam mit neun Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft zeigen. Wind- und Biogaskraftwerke sowie Solarstromanlagen werden hierzu  in Modellen und Feldversuchen über moderne Kommunikationstechniken verknüpft und zentral gesteuert. Das Ziel des auf drei Jahre angelegten Forschungsprojektes ist, Erkenntnisse über den Beitrag Erneuerbarer Energien zur Versorgungsqualität zu gewinnen. Dazu Dr. Kurt Rohrig, stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel: „Unser Praxistest wird zeigen, dass eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien realistisch ist und dass auch bei Flaute nicht die Lichter ausgehen“.

Stabile Stromversorgung mit erneuerbaren Energien

Solar-, Biogas- und Windenergieanlagen verfügen bereits heute über technische Eigenschaften, die zur Stabilität des Stromnetzes beitragen und bei Engpässen das Netz entlasten können. Unter realen Wetterbedingungen testet das „Kombikraftwerk 2“ die Wirksamkeit sogenannter Systemdienstleistungen bei einer regenerativen Vollversorgung. Hierzu verwendet werden das Wind Power Management System WPMS, eine Prognosesoftware zur Vorhersage der Windenergieeinspeisung in einem Zeitbereich von 1 bis 96 Stunden sowie die Steuerungssoftware WCMS (Wind Cluster Management System), das Windparks Kraftwerkseigenschaften verleiht und mit spezifischen Funktionen sowohl für Netzbetreiber als auch für Windparkbetreiber ausgestattet ist.

Umfang des Kombikraftwerks 2

Umfang des Kombikraftwerks 2

Das Forschungsprojekt wird vom Bundesumweltministerium mit ca. 1,8 Mio. Euro gefördert. Die Partner des Konsortiums sind: Agentur für Erneuerbare Energien, CUBE Engineering GmbH, Deutscher Wetterdienst, ENERCON GmbH, Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES), Fachgebiet Elektrische Energieversorgung der Leibniz Universität Hannover, ÖKOBiT GmbH, Siemens AG, SMA Solar Technology AG, SolarWorld AG.

Weitere Informationen erhalten Sie unter:

Verfasser: Energiewende Landkreis Starnberg e.V.

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien, www.bine-informationsdienst, www.kombikraftwerk.de und Fraunhofer Institut (IWES)

Grafiken: Agentur für Erneuerbare Energien, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Kombikraftwerk: Stabiler Strom aus Erneuerbaren Energien

Montag, April 4th, 2011

Neues Forschungsprojekt „Kombikraftwerk 2“ testet Netzstabilität bei einer Stromversorgung aus 100 % Erneuerbaren Energien

Berlin, 4. April 2011. Eine sichere und zuverlässige Stromversorgung allein aus Erneuerbaren Energien ist in Deutschland machbar – auch ohne sogenannte Schattenkraftwerke. Das soll das neue Forschungsprojekt „Kombikraftwerk 2″ des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) gemeinsam mit neun Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft nachweisen. Wind- und Biogaskraftwerke sowie Solarstromanlagen werden in Modellen und Feldversuchen verknüpft und zentral gesteuert. Die Forscher erhoffen sich davon Erkenntnisse darüber, wie sich der steigende Anteil von Wind- und Sonnenenergie in die Stromversorgung integrieren lässt. Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2020 den Bei­trag Erneuerbarer Energien im Strombereich auf mindestens 35 Prozent zu erhöhen. Bis spätestens zum Jahr 2050 rechnen Experten mit einer vollständigen Strom­versorgung aus erneuerbaren Quellen.

Darüber hinaus soll untersucht werden, welchen Beitrag Erneuerbare Energien zur Versorgungsqualität leisten können. Bereits heute verfügen Solar-, Biogas- und Windenergieanlagen über technische Eigenschaften, die zur Netzstabilität beitragen und bei Engpässen das Stromnetz entlasten können. Die Wirksamkeit so genannter Systemdienstleistungen bei einer regenerativen Vollversorgung testet das „Kombikraftwerk 2“ unter realen Wetterbedingungen. Mit dem Fokus auf die System- und Netzintegration knüpft das „Kombikraftwerk 2“ an sein Vorgängerprojekt an, das bereits 2007 eine bedarfsgerechte Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien nachgewiesen hatte.

„Ein vollständiger Umstieg auf regenerative Energien ist aus Gründen des Klimaschutzes und angesichts endlicher fossiler Ressourcen unumgänglich. Die Frage ist, was das für die heutige Struktur der Stromversorgung bedeutet, für Übertragungsnetze und Energiespeicher“, sagt Dr. Kurt Rohrig, stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel. „Unser Praxistest wird zeigen, dass eine Vollversorgung mit Erneuerbaren Energien realistisch ist und dass auch bei Flaute nicht die Lichter ausgehen“, ist sich Rohrig sicher.

Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt „Kombikraftwerk 2“ wird vom Bundesumweltministerium gefördert. Die Partner des Konsortiums sind: CUBE Engineering GmbH, Deutscher Wetterdienst, ENERCON GmbH, Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES), ÖKOBiT GmbH, Fachgebiet Elektrische Energieversorgung der Leibniz Universität Hannover, Siemens AG, SMA Solar Technology AG, SolarWorld AG und die Agentur für Erneuerbare Energien.

Weitere Informationen finden Sie unter www.kombikraftwerk.de.

Kühlen mit Solarenergie – Neue Klimaanlage im Praxistest

Sonntag, Mai 16th, 2010

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE) hat in Zusammenarbeit mit der Firma SorTech Kühlgerätetechnik und dem Solarmodulhersteller Solvis ein solares Kühlsystem zur Marktreife entwickelt, das einerseits eine enorme Stromersparnis im Vergleich zu marktüblichen Klimaanlagen mit sich bringt und andererseits auch auf den Einsatz von giftigen Chemikalien völlig verzichtet. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) möchte nun einen breit angelegten Praxistest für solare Klimatisierungsanlagen durchführen lassen und fördert das Projekt im Rahmen eines Feldversuchs.

Hierfür werden derzeit noch Partner (auch Privathaushalte) gesucht, die eine Kälteleistung zwischen 5 kW und 30 kW benötigen. Es wird ein 20%-iger Nachlass gewährt und die regelmäßige Wartung und messtechnische Überprüfung der Anlage übernommen.

Weitere Informationen dazu sowie Ansprechpartner für Interessierte finden Sie unter http://www.energieblog24.de/solcoolsys

Klimafreundliche Kälte für Lebensmittel in Afrika

Selbst leicht verderbliche Lebensmittel wie Milch, Wein oder Früchte könnten künftig, so das Fraunhofer Institut, in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion mit Sonnenenergie frisch gehalten werden. Das Ökolabel „Mit Sonnenlicht gekühlt“ könnte dann auf Lebensmittelpackungen gedruckt sein. Während die Gebäudeklimatisierung mit Solarenergie bereits marktreife erlangt hat, ist die Nutzung im großen Stil noch Zukunftsmusik. Doch wenn es nach den Forschern geht, könnten in naher Zukunft auch Früchte und andere leicht verderbliche Lebensmittel mit Sonnenenergie frisch gehalten werden. Dass dies im Mittelmeerraum realisierbar ist, demonstrieren die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg am Beispiel einer Winzerei in Tunesien und einer Molkerei in Marokko. Im Projekt MEDISCO, kurz für MEDiterranean food and agro Industry applications of Solar COoling technologies, wurden in Kooperation mit Universitäten, Energieagenturen und europäischen Unternehmen Solaranlagen zum Kühlen von Milch und Wein installiert. Geleitet wird das von der Europäischen Kommission geförderte Projekt vom Politecnico di Milano in Mailand.

»In Ländern mit vielen Sonnentagen und in entlegenen Gebieten, wo es aufgrund von Wassermangel und fehlenden oder unzuverlässigen Energiequellen keine konventionellen Kühlungsmöglichkeiten gibt, bietet sich unsere Methode an. Sie ist umweltfreundlich, außerdem wird der teure Strom für konventionell betriebene Kühlgeräte auf ein Minimum reduziert,« nennt Dr. Tomas Núñez, Wissenschaftler am ISE, die Vorzüge. »Die Kälte steht immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint, es wird also vor allem zu Zeiten des größten Bedarfs produziert.«

Die Wissenschaftler haben konzentrierende Kollektoren aufgebaut, die das Sonnenlicht mit einem Spiegel auf einen Absorber richten. Nur so lässt sich die Solarstrahlung in 200 Grad heißes Wasser umwandeln. »Diese extreme Wassertemperatur ist erforderlich, um die Absorptionskältemaschine bei den dort herrschenden hohen Außentemperaturen anzutreiben. Anders als beim Kühlschrank nutzen wir also keinen Strom, um Kälte zu erzeugen, sondern Wärme. Das Ergebnis ist in beiden Fällen das gleiche: Kälte in Form von Kaltwasser oder – in unserem Fall – ein Wasserglykolgemisch,« erläutert Núñez. Da die Absorptionskältemaschine Temperaturen von Null Grad erzeugt, wollen die Experten mit dem Gemisch ein Einfrieren des Wassers verhindern. Die Wasserglykollösung wird dann in Kältespeichern ‚gelagert‘ und anschließend durch einen Wärmetauscher gepumpt, der die angelieferte Milch kühlt. »Etwas anders verhält es sich beim Kühlen von Wein: Hier fließt das Kältemittel durch Rohrschlangen, die in den Weintanks angebracht sind,« sagt Núñez.

»Bei MEDISCO handelt es sich um ein Demonstrationsprojekt. Die Technik ist derzeit noch nicht marktreif,« sagt der Forscher. »Ich sehe aber durchaus Chancen, die solare Kühlung künftig in Agrarbetrieben oder auch in der Chemie- und Kosmetikindustrie einzusetzen.«

Quelle: aus Newsletter Energiewende im Landkreis Starnberg/Fraunhofer Gesellschaft, Presseinformation Sonnenlicht mit Kühlfaktor