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03.01.2018


Damit die Energiewende gelingt: Solar-Institut Jülich baut neuartigen Stromspeicher

Wenn die Energiewende gelingen soll, muss vor allem ein Problem gelöst werden: die Speicherung von Strom. Das Solar-Institut Jülich (SIJ) der FH Aachen entwickelt gemeinsam mit Partnern aus der Industrie den multifunktionalen thermischen Stromspeicher multiTESS.

Kern des neuen Konzeptes ist die Umwandlung von Strom in Wärme – auch Power-to-Heat genannt – kombiniert mit einem Hochtemperatur-Wärmespeicher, wodurch deutlich niedrigere Speicherkosten als bisher möglich werden. Das Projekt hat ein Gesamtvolumen von rund 3,6 Millionen Euro, wovon das SIJ aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie knapp 1,8 Millionen Euro erhält.

Aus Strom wird Wärme

Das SIJ forscht bereits seit Jahren an Strom- und Wärmespeichern. Sie werden unter anderem im Solarturm Jülich erprobt. Im Gegensatz zu den bereits verfügbaren Power-to-Heat-Lösungen, bei denen aus Strom Wärme bei etwa 100 Grad Celsius erzeugt und gespeichert wird, werden bei multiTESS zehnmal höhere Temperaturen erreicht. Der neue Stromspeicher funktioniert dabei ähnlich wie eine Kombination aus Induktionsherd und Fön, wobei ein Luftstrom mit bis zu 1000 Grad erzeugt wird. Der heiße Luftstrom strömt im Anschluss durch einen keramischen Wärmespeicher, wo die Wärme zwischengespeichert wird und bei Bedarf wieder abgerufen werden kann.

Hohe Energienutzungsgrade

Durch die hohe Temperatur kann aus Wärme erneut Strom erzeugt werden, was beim herkömmlichen Power-to-Heat-Konzept wegen der niedrigen Temperaturen nicht wirtschaftlich ist. Der multiTESS kann darüber hinaus auch Prozesswärme auf verschiedenen Temperaturniveaus bereitstellen und ist dadurch flexibel einsetzbar, etwa für verschiedene Industrieanwendungen sowie zum Heizen und Kühlen. Dadurch werden Energienutzungsgrade von über 80 Prozent erreicht. Zudem lässt er sich kostengünstig mit einer zusätzlichen Feuerung kombinieren, sodass selbst bei längeren Phasen, in denen kein Solar- oder Windstrom produziert werden kann, die Strom- und Wärmeversorgung gewährleistet ist. Wird die Feuerung dabei mit einem regenerativen Brennstoff (etwa durch Power-to-Gas) betrieben, entsteht mit dem multiTESS quasi der erste Speicher, der niemals versiegt.

Forschung und Industrie im Schulterschluss

Der multifunktionale Stromspeicher multiTESS wird in einem auf drei Jahre angelegten Projekt mit dem Titel "Thermischer Stromspeicher für den Strommarkt 2.0" auf dem Campus Jülich der Fachhochschule Aachen Realität. Vom Industriepartner Otto Junker GmbH wird dazu mit Unterstützung der B&S GmbH eine Elektroheizung nach dem Prinzip des Induktionsherds speziell für diese Anwendung entwickelt. Weitere Projektpartner sind die Firma Dürr Systems AG, die den Wärmespeicher entwickelt, und die Kraftanlagen München GmbH, die für die Gesamtanlagenplanung verantwortlich ist. "Nach drei Jahren Vorbereitung freuen wir uns nun, dass wir mit diesem starken Industriekonsortium den Zuschlag erhalten haben und nun endlich loslegen können", so Prof. Dr. Ulf Herrmann, geschäftsführender Direktor des SIJ und Initiator des Projektes.

Kontakt

Solar-Institut Jülich
Abteilungsleiterin
Dipl.-Ing. Anette Anthrakidis M.Eng.
Telefon: +49 241 6009-53507
Telefax: +49 241 6009-53570
E-Mail: anthrakidis@sij.fh-aachen.de

(Foto: SIJ)

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In Jülich betreibt das DLR das Solarthermische Versuchskraftwerk Solarturm Jülich. Es ist zugleich Vorbild und Versuchskraftwerk für zukünftige kommerzielle Kraftwerke in Südeuropa und Nordafrika. Diese spielen auch bei der DESERTEC Initiative eine tragende Rolle. Die in Jülich erprobte Technologie und die gewonnenen Erkenntnisse werden in den sonnenreichen Regionen der Erde zum Einsatz kommen. Denn dort haben die solarthermischen Kraftwerke ihr größtes Potenzial. Die Aluminium Norf GmbH wurde im April 1965 als gemeinschaftliches Unternehmen der ehemaligen Alcan, heute: Novelis, und der damaligen VAW, heute: Hydro Aluminium Rolled Products, gegründet. Dadurch entstand in Norf bei Neuss das damals größte Aluminiumwalz- und -Schmelzwerk Europas. Wissenschaftler des in Jülich beheimateten DLR Instituts für Solarforschung arbeiten im größten europäischen Testzentrum für konzentrierende Solartechnologie an der Weiterentwicklung von Komponenten und Systemen für Solarthermische Kraftwerke. Zukunftsweisende Mobilitätskonzepte- und produkte, z. B. das Elektroauto 'StreetScooter', werden in der IRR entwickelt. Ein Solarturmkraftwerk mit einer weltweit einzigartigen Technologie ist in Jülich in Betrieb. 2.500 einzelne Spiegel lenken die Sonnenstrahlung auf die Spitze eines 50 Meter hohen Turms, wo die Sonnenenergie zur Stromproduktion genutzt wird. Der Indemann ist durch seine Größe und seinen Standort, hoch auf der Goltsteinkuppe, das weithin sichtbare Symbol für die Perspektiven, die das indeland seinen Bewohnern bietet. Seine moderne Architektur steht für die technische Zukunft der Region, sein sich ständig veränderndes Leuchten im Dunkeln für den Strukturwandel im Braunkohlerevier; seine Stabilität steht für die über 10.000 Jahre währende Geschichte des indelandes. IRR: Eine von Berg- und Tagebau geprägte Energie- und Industrieregion erfüllt eine entscheidende Funktion im rheinischen Wirtschaftsgefüge. Nirgendwo sonst wird in derart geballter Form Energie erzeugt und industriell auch wieder verbraucht. Schaufelradbagger sind Tagebaugeräte zum Abbau von Rohstoffen und für den Einsatz auf Großbaustellen. Besonders große Schaufelradbagger finden sich im Braunkohletagebau Hambach. Nördlich von Eschweiler bei Aachen befindet sich der künstlich angelegte Blausteinsee. Als Naherholungs- und Freizeitzentrum bietet der Blausteinsee vielseitige Möglichkeiten: Segeln, Surfen, Tauchen, Wandern, Skaten, Radfahren und vieles mehr. Als erstes deutsches Denkmal wurde der Aachener Dom 1978 in die Liste des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen - weltweit gehörte er 1978 zu den ersten Zwölf! Die Aussichtsplattform ist an der Südwestflanke des Haldenkopfes im Carl-Alexander-Park in Baesweiler angelegt. Gestaltet wurde dieser Aussichtspunkt als ruhiger Ort zum Verweilen, Ausruhen und Aussicht genießen mitten im Naturschutzgebiet.