Eisbatterien - Eisspeichersysteme für Kühlanwendungen

Projektrahmen

In diesem Projekt werden zwei verschiedene Eisbatteriekonzepte (Flachplatten- und Kapillarmatten) für Kühlanwendungen in der Industrie getestet. Viele Branchen in Deutschland, wie Lebensmittelhandlungen, Brauereien, Bäckereien, etc. verbrauchen große Mengen an elektrischer Energie auf Basis fossiler Brennstoffe, um ihren Kühlbedarf zu decken. Dieses Projekt zielt darauf ab, die überschüssige Solar-PV, die tagsüber erzeugt wird, zur Erzeugung von Eis in der Eisbatterie zu nutzen, das zur Deckung des Kühlbedarfs während der Nachtzeit verwendet werden kann, wenn kein Solar-PV-Strom verfügbar ist, wodurch eine erhebliche Menge an PV eingespart wird Netzstrom. Umgesetzt wurde das Projekt im Rahmen der “grünen Ideen Werkstatt“ des Instituts für Wasser- und Energiemanagements der Hochschule Hof, gefördert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Laborprüfstand am Campus Münchberg

Bild 1: Laborprüfstand

Die Eisbatterie ist ein Kaltwärmespeicher, der aus einem Wasserspeicher und einem in den Tank eingetauchten Wärmetauscher besteht. Die Eisbatterie kann Eis bilden, wenn kalte Sole durch die Wärmetauscher geleitet wird. Zwei Arten von Wärmetauschergeometrien, Kapillarmatten- (links unten im Bild) und Plattenwärmetauscher (rechts unten im Bild) , werden im Labormaßstab getestet. Dafür wurde ein Prüfstand errichtet, der den speicher in einem voll simulierten Umfeld (Hardware-in-the-loop) mit anwendungsnahen Betriebsszenarien abbildet. Die Ergebnisse des Prüfstandes werden anschließend mit einem Computermodell verglichen, das der Skalierung für die reale Anwendung in der Praxis simulieren kann.

Bild 2: Kapillarmattenwärmetauscher

Bild 3: Plattenwärmetauscher

Aufgaben und Ziele

Hauptziele des Projekts:

  • Maximierung des Eigenverbrauchs von Solar-PV, um tagsüber Eis zu erzeugen, das zu Zeiten genutzt werden kann, in denen keine oder nur minimale Solar-PV-Energie verfügbar ist.
  • Maximierung der Nutzung der Eisbatterie zur Deckung des Kühlbedarfs der jeweiligen Branche.

Sekundäre Ziele / Aufgaben:

  • Entwurf und Entwicklung einer effizienten Steuerung, die die Hauptziele erfüllen kann.
  • Erprobung eines variablen Frequenzumrichters (VFD) an der Kältemaschine um das Energieeinsparpotenzial zu maximieren
  • Entwurf und Entwicklung eines HIL-Simulationstests (Hardware-in-Loop), um die Wirksamkeit des Systems in realen Situationen zu testen.

Projektpartner

Genes Kältetechnik GmbH

Köditzer Str. 4

95030 Hof

https://www.genes.de/

Standorte

Corner

Campus Hof

Alfons-Goppel-Platz-1
95028 Hof

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

Campus Münchberg

Kulmbacher Str. 76
95213 Münchberg

Fon: +49 (0) 9281 / 409 8000

Campus Kronach

96317 Kronach
Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000