Power-to-Cold-Anwendungen im Industriemaßstab

Das ILK Dresden ist Ihr kompetenter Ansprechpartner für Forschungs- und Entwicklungsfragen in den Fachgebieten der Luft- und Kältetechnik und ihren Anwendungsbereichen. Seine Stärke besteht im breiten Spektrum seiner Technologiebereiche und Forschungsrichtungen und ihrer Integration. Das ILK betreibt Forschung, Entwicklung und Technologietransfer zum direkten Nutzen von Unternehmen und der Gesellschaft. Zum Einsatz kommen dabei modernste Verfahren und Methoden der angewandten Forschung und Entwicklung.

14 Prozent des Elektroenergiebedarfs in Deutschland wird für die Erzeugung von Kälte verwendet. In anderen Regionen der Welt ist dieser Anteil mit bis zu 60 Prozent wesentlich höher. Dieser hohe Strombedarf führt oft zu Problemen, gerade auch wegen des häufig ausgeprägten Spitzenlastbedarfs.

Das WindNODE-Teilvorhaben des ILK Dresden zielt darauf ab, diesen ohnehin vorhandenen und bisher weitgehend bedarfsorientiert entstehenden Stromverbrauch durch den Einsatz eines effizienten und flexiblen Kältespeicherverfahrens in industriellen Anwendungen mit großen Kältelasten möglichst umfassend zu flexibilisieren und damit die Einsatzpotentiale von Power-to-Cold (PtC) auszuweiten.

Dies soll durch den Einsatz des Vakuum-Flüssigeis-Verfahrens erreicht werden. Mit dieser Technologie wird ein pumpfähiges Wasser-Eis-Gemisch erzeugt. Dies ermöglicht einen flexiblen Betrieb des Kältespeichers. Die Parameter Einspeicherleistung, Speicherkapazität und Ausspeicherleistung können unabhängig voneinander nahezu beliebig kombiniert werden. Dies ist beispielsweise für die Bereitstellung von Lastspitzen in der Kälteversorgung von großem Vorteil.

Vakuum-Flüssigeis-Kältespeicher im Einsatz

zum Lastmanagement in einem Klimakältesystem

Gleichzeitig erzielt das Vakuumeis-Verfahren die höchste Effizienz unter den verschiedenen Eiserzeugungsverfahren. Und Eis bietet aufgrund der großen Energiedichte und Temperaturkonstanz beim Gefrieren/Schmelzen beste Eigenschaften für die Speicherung von Kälte.

Im Bereich der Klimakälte wird die Vakuum-Flüssigeis-Technologie bereits in ersten Pilotanlagen eingesetzt. Die Speichertemperatur beträgt hier 0 °C. Die Kälteversorgungssysteme vieler industrieller Anwender arbeiten jedoch bei etwas niedrigeren Temperaturen, häufig im Bereich von -5 bis -3 °C. Um auch in diesen Anwendungen effiziente und leistungsfähige Vakuum-Flüssigeis-Kältespeicher einsetzen zu können, soll die Gefrier-/Schmelztemperatur auf bis zu -5 °C gesenkt und die erzielbare Einspeicher-/ Eiserzeugungsleistung auf 500 Kilowatt gesteigert werden. Somit können Kältespeicher perspektivisch auch bei großen Kälteverbrauchern insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, wie Brauereien, Molkereien oder Kühlhäuser eingesetzt werden.

 

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