STROM
Forschungsverbund STROM: Energie – Sektorkopplung und Micro-Grids: Innovative und effiziente Wärmepumpensysteme
Der Forschungsverbund STROM untersucht die Sektorkopplung in Bayern und insbesondere, wie die fluktuierenden erneuerbaren Energien auch im Wärmsektor genutzt werden können. Micro-Grids können Wärme- und Stromsektor optimal verbinden, sowohl technisch als auch organisatorisch. Im Forschungsverbund arbeitet die Technische Universität München mit mehreren bayerischen Hochschulen und 26 Industriepartnern zusammen. Die Hochschule München bearbeitet das Teilprojekt 6 „Innovative und effiziente Wärmepumpensysteme“ in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern Bau-Fritz, Cabero und Daikin.
Forschungsgebiet:
- Laufzeit:
- 01.04.2021 - 31.03.2024
- Projektstatus:
- abgeschlossen
- Einrichtungen:
- Fakultät für technische Systeme, Prozesse und Kommunikation Forschungsinstitut für energieeffiziente Gebäude und Quartiere (CENERGIE)
- Projektleitung:
- Prof. Dr. Christian Schweigler
- Förderprogramm:
- Hochtechnologien für das 21. Jahrhundert
- Drittmittelart:
- Stiftung
- Projektart:
- Forschung
Der Übergang zu einer klimafreundlichen Energieversorgung erfordert neue technische Lösungen und geeignete Strategien für den Betrieb. Im Fokus steht die intensive Nutzung erneuerbarer Energiequellen und ein effizienter Betrieb des Systems durch den Einsatz von intelligenten Steuerungs-, Informations- und Kommunikationstechnologien. Die Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie bildet das Rückgrat des zukünftigen sektorgekoppelten Energiesystems. Die Volatilität der erneuerbaren Stromerzeugung stellt dabei besondere Anforderungen an die Energienutzung in den Verbrauchssektoren Industrie, Verkehr, Gebäude und Gewerbe.
Ein wichtiger Aspekt des zukünftigen kohlenstofffreien und effizienten Energiesystems ist das Konzept der Micro-Grids. Micro-Grids sind unabhängige Energieversorgungscluster innerhalb lokal begrenzter Gebiete, welche die Sicherheit und Stabilität der Energieversorgung verbessern, indem sowohl der Betrieb als auch die Steuerung dezentral organisiert sind.
Das Teilprojekt 6 befasst sich dabei intensiv mit der Wärmepumpentechnologie, um im Rahmen der Sektorkopplung elektrische Energie effizient in Nutzenergie für die Beheizung von Gebäuden umzuwandeln. Dabei steht die Untersuchung der Integration von Latentwärmespeichern zur Entkopplung von Wärmeerzeugung und -verbrauch im Vordergrund. Damit soll ein Beitrag zur Flexibilisierung der Wärmeversorgung geleistet werden mit dem Ziel, Belastungen der Stromversorgung infolge von Bedarfsspitzen der Wärmeversorgung zu vermeiden. Neben der zeitlichen Flexibilität des Betriebs des Wärmepumpenheizsystems im Zusammenspiel mit der Stromversorgung ermöglicht der Wärmespeicher auch die Nutzung günstiger Umgebungsbedingungen für einen besonders energieeffizienten Betrieb der Wärmepumpenheizung.
Daneben sollen auch die Speicherpotentiale von Gebäuden als thermische Speicher untersucht werden, insbesondere die Flexibilität solcher Systeme in Verbindung mit Wärmepumpensystemen.
Im Rahmen des Teilprojekts 6 soll ein Prototyp einer Wärmepumpe mit Latentwärmespeicher konstruiert werden und im Rahmen des Projektverbundes im Forschungslabor CoSES der Technischen Universität München erprobt werden.