IEA SHC Task 74: Komponenten für thermische Energiespeicher

Thermische Energiespeicherkomponenten bilden die Brücke zwischen dem Speichermaterial und der Anwendung und ermöglichen den Wärmestrom dazwischen. Task 74 zielt darauf ab, die Leistung von Komponenten für Phasenwechsel-, thermo-chemische- und hochtemperatur-sensible Speichertechnologien zu verbessern, indem ein Satz von Anwendungen mit den Entwurfsgrenzbedingungen definiert wird, die Konstruktionsmethoden verbessert und Technologien zur Bewertung des Ladezustands von Speichersystemen weiterentwickelt werden.

Kurzbeschreibung

Task 74 zielt darauf ab, die Lücke zwischen Forschung zu Speichermaterialien und praktischer Umsetzung zu überbrücken, wobei der Fokus auf drei Schlüsselbereichen liegt: anwendungsorientierte Fallstudien, Komponentendesign und -integration sowie Bestimmung des Ladezustands.

Die Arbeit ist in drei Subtasks unterteilt:

  • Subtask A: Anwendungen und Fallstudien
    Hier möchten wir den praktischen Wert der thermischen Energiespeicherung durch praxisnahe Anwendungen und Fallstudien demonstrieren. Dies geschieht, indem relevante TES-Anwendungen über verschiedene Sektoren und Temperaturbereiche hinweg identifiziert und klassifiziert sowie die Anwendungsgrenzen für die anderen Subtasks bereitgestellt werden, indem hochwirksame Fallstudien zur TES-Integration gesammelt, analysiert und geteilt werden; und indem die techno-ökonomische und ökologische Leistung bewertet wird, um die Entscheidungsfindung und Einführung zu unterstützen.
  • Subtask B: Design
    Die Aufgabe besteht darin, Designansätze zu untersuchen und Designmetriken sowie Regeln, wie Testen und Validierung, festzulegen, um den Designprozess und die Designqualität für die Hauptkomponenten von thermischen Energiespeichern zu verbessern.
    Die Hauptaktivitäten sind: eine Bestandsaufnahme der Designansätze von TES-Komponenten, die Definition einer begrenzten Anzahl von Anwendungsszenarien, eine Bestandsaufnahme von Designwerkzeugen, die Festlegung geeigneter Designmetriken, und die Sammlung von Rückmeldungen zu den Ansätzen aus der Praxis, möglicherweise durch einen Round-Robin-Ansatz.
  • Subtask C: Ladezustand
    Mit diesem Subtask wollen wir die Anwendung von Technologien zur Bestimmung des Ladezustands (SoC) einen Schritt weiter in die Praxis bringen.

Wir beginnen damit, der im Vorgängertask geschriebene Inventar der SoC-Messtechniken und Proof-of-Concepts zu erweitern. Für PCM-Technologien liegt der Schwerpunkt auf der Validierung von Proof-of-Concepts der verbleibenden Materialmesstechniken, die in T67/T40 Teilaufgabe C identifiziert wurden, vielversprechend sind und noch nicht auf Komponentenebene untersucht wurden, sowie auf der Katalogisierung von Anwendungsfallstudien. Anschließend werden wir die Systemanforderungen aus den Anwendungsszenarien ableiten, SoC-Messungen und -Berechnungen durchführen und ein Verzeichnis der entwickelten Lösungen zur SoC-Bestimmung erstellen, jeweils für TCM, PCM und sensible TES.

Erwartete Ergebnisse

Die erwarteten Ergebnisse sind eine Reihe von Deliverables: ein Satz von TES-Anwendungsdatenblättern, ein Übersichtsartikel über Designansätze und Designwerkzeuge, ein Fachzeitschriftenartikel zum Round-Robin-Ansatz, ein Fachzeitschriftenartikel zum Stand der Technik hinsichtlich Designmetriken und Designregeln, ein Bericht über die Auswirkungen von Design und Anwendungen, eine aktualisierte Bestandsaufnahme zu Lösungen für die Bestimmung des Ladezustands (State-of-Charge) von thermischen Energiespeichern, ein Katalog der entwickelten SoC-Lösungen und ein Positionspapier zu Wissenslücken und Best Practices.

Teilnehmende Staaten

Dänemark, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Kanada, Niederlande, Norwegen, Österreich (Leitung), Schweden, Schweiz, Spanien

Kontaktadresse

Projektleitung

Wim van Helden
AEE INTEC
Feldgasse 19, 8200 Gleisdorf
E-Mail: w.vanhelden@aee-at

Projektmitarbeit

Bernhard Zettl
FHOÖ
Rosseggerstrasse 15, 4600 Wels
E-Mail: bernhard.zettl@fh-wels.at

Peter Weinberger
TU Wien
Karlsplatz 13, 1040 Wien
E-Mail: peter.e163.weinberger@tuwien.ac.at