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Hybrid storage for efficient processes (HyStEPs)

Das Projekt HyStEPs - Hybrid storage for efficient processes ist Teil der Energie-Vorzeigeregion NEFI zur Dekarbonisierung der Industrie. Darin wird an effizienten thermischen Speichertechnologien für Industrieprozesse geforscht.

Die Motivation für neue innovative Lösungen sind einerseits die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger im Stromnetz und andererseits die fortschreitende Dekarbonisierung. Beide Faktoren erfordern zukünftig eine drastische Kapazitätserhöhung der thermischen Energiespeicher in bestehenden Industrieanlagen bzw. Industrieprozessen.

Innovatives Hybridspeicherkonzept

Ruths-Dampfspeicher werden aufgerüstet

ZIELSETZUNG VON HYSTEPS
Die Ziele von HyStEPs sind die Erhöhung der Speicherkapazität bei gleichzeitiger Senkung der Investitionskosten. Das Projektteam entwickelt innovative Hybridspeicherkonzepte, testet diese experimentell, um damit mittelfristig die Speicherkapazität von in Betrieb befindlichen Ruths-Dampfspeichern um bis zu 40 Prozent zu erhöhen. Ruths-Dampfspeicher sind eine weit verbreitete und bewährte Speichertechnologie und werden in einer Vielzahl von Branchen wie z.B. Nahrungsmittelindustrie, Genussmittelindustrie, Papierindustrie und Metallindustrie eingesetzt. Die notwendigen Investitionskosten für eine Nachrüstung zu einem Hybridspeicher sollen dabei nur die Hälfte eines äquivalenten Ruths-Dampfspeichers betragen.

FORSCHUNGSANSATZ
Im Projekt werden mehrere Ruths-Dampfspeicher-Labormuster mit innovativen Latentwärmespeicher ummantelt. Weiters werden Wärmeleitstrukturen entwickelt und implementiert sowie eine Ladezustandsmessung für den Hybridspeicher entwickelt, um ein optimales Zusammenspiel der beiden thermischen Speichertypen über den gesamten Beladezyklus und Entladezyklus zu ermöglichen. Dieser innovative Lösungsansatz, der auf Patentenanmeldungen des AIT Austrian Institute of Technology basiert, soll bei erhöhter Speicherkapazität ein möglichst unverändertes Beladeverhalten und Entladeverhalten des Dampfspeichers aufweisen. Zudem werden eine detaillierte Bedarfsanalyse sowie eine techno-ökonomische Bewertung anhand von drei bis fünf industriellen Prozessen verschiedener Branchen durchgeführt.

ERGEBNISSE UND ERKENNTNISSE
Das Konzept soll eine effiziente und kostengünstige Erhöhung der Speicherkapazität von Dampfspeichern ermöglichen. Durch reduzierte Amortisationszeiten wird es möglich zusätzliche thermische Speicherkapazitäten zu realisieren.

PROJEKTSTART
September 2018

PROJEKTDAUER
24 Monate

PROJEKTPARTNER 
AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Leitung)
Voestalpine Stahl Donawitz
Edtmayer Systemtechnik GmbH
TU Wien

FÖRDERSCHIENE
Vorzeigeregion Energie – New Energie for Industry (NEFI)
HyStEPs trägt zu den NEFI-Innovationsfeldern Energieeffizienz und neue Prozesse, Erneuerbare Energien, Speicher und Laststeuerung durch die Entwicklung eines neuen und innovativen thermischen Energiespeicherkonzeptes bei.

PROJEKTWEBSITE
www.nefi.at

WISSENSCHAFTLICHE PUBLIKATION

R. Hofmann, S. Dusek, S. Gruber, G. Drexler-Schmid: "Design Optimization of a Hybrid Steam-PCM Thermal Energy Storage for Industrial Applications"; ENERGIES, 12 (2019), 898; 25 S. https://doi.org/10.3390/en12050898