Thermochemische Speicherung
Steigende Preise, Versorgungsunsicherheit und Klimaschutz verlangen nicht nur für Deutschland ein drastische Änderung der Struktur der Energieversorgung.Es gibt im europäischen Raum einen breiten und wachsenden Konsens, dass die Erneuerbaren Energien (EE) dabei eine Schlüsselrolle einnehmen. Bekanntlich werden unter erneuerbaren und regenerativen Energien die Primärenergien verstanden, die laufend aus diesen Energiequellen gespeist und damit - in menschlichen Dimensionen - unerschöpflich bzw. unbegrenzt angesehen werden. Hierbei handelt es sich um die angestrahlte Energie von der Sonne (Solarenergie), die für eine Vielzahl weiterer erneuerbarer Energien verantwortlich ist (u.a. Windenergie, Wasserenergie, Biomasse)
Die TC-Speichermethode beruht auf der Nutzung der mit Ad- und Desorption verbundenen Wärme für den Speichervorgang. Die Wärmespeicherung setzt sich aus zwei Teilprozessen (4 Verfahrensschritte) als unterbrochener Kreisprozess zusammen.
Vorteile der TCS-Systeme: Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, um Wärmeenergiekosten nachhaltig zu senken. Diese sind die Steigerung der Energieleistung und des Wärmeenergieverbrauchs erneuerbarer Quellen. Die TC-Wärmespeichertechnologie fördert beide Bereiche. Die einzelnen Vorteile des TC-Wärmespeichersystems verglichen mit einer herkömmlichen Wärmespeicherung mit Wasser oder einer latenten Wärmespeicherung sind wie folgt dargestellt:
- Energiedichte 4 - 5 (theoretisch 10 - 12)-fach höher als bei herkömmlichen Systemen, entsprechend viel kompakter,
- kein Wärmeverlust während der Speicherzeit,
- Anpassung der gespeicherten Energie an die spezifische Anwendung in Abhängigkeit von der Nutztemperatur und der Energiequelle (z.B. Gebäudetechnik, breites Spektrum an industriellen Prozesse usw...),
- Kältespeicherung sowie Wärme- und Kältetransport möglich.
- Publikationen ↵
- A. Lass-Seyoum, D. Borozdenko, T. Friedrich, S. Mack, T. Langhof, "Practical test on a closed sorption thermochemical storage system with solar thermal energy, Energy Procedia (Article in Press)
- A. Laß-Seyoum, D. Borozdenko, T. Friedrich, M. Blicker, T. Langhof, "Experimental characterization and technical evaluation on zeolites in different sized sorption thermal energy storage systems", 5th "Federation of European Zeolite Associations"-Conference, Valencia/Spain, July 3-7, 2011.
- A. Lass-Seyouma, M. Blicker, D. Borozdenko, T. Friedrich, T. Langhof, "Transfer of laboratory results on closed sorption thermochemical energy storage to a large-scale technical system", Energy Procedia, 2012 (30) 310-320.
- A. Lass-Seyoum, D. Borozdenko, T . Friedrich, M. Blicker, A. Kniss, T. Langhof, C. Wiegel, K. Kaaristu, "Adaption and demonstration of an adsorption heat storage system - Practical evaluation of new approaches to energy efficiency", 9th International Renewable Energy Storage Conference (IRES), Düsseldorf/Germany, March 9-11, 2015.
- H. Stach, H. Tamm, K. Fiedler, B. Grauert, W. Wiker, E. Jahn, G. Öhlmann, "Adsorption properties of micro pores alumino phosphate AlPO4-5 process", 7th International Zeolite Conf., Tokyo (1986) p. 539.
- H. Stach, J. Jänchen, "Relationship between acid-strength and framework aluminium content in dealuminated mordenites", Zeolites, 12 (1992) 152.
- H. Stach, J. Jänchen, H. -G. Jerschkewitz, U. Lohse, B. Parlitz, B. Zibrowios and M. Hunger, "Mordenite acidity - dependence on the Si/Al ratio and the framework aluminium topology", 1. "Sample preparation and physikochemical characterization", J. Phys. Chem., 96 (1992) 8473.
- H. Stach, J. Jänchen, H. -G. Jerschkewitz, U. Lohse, B. Parlitz and M. Hunger, "Mordenite acidity - dependence on the Si/Al ratio and the framework aluminium topology", 1. "Sample preparation and physikochemical characterization", J. Phys. Chem., 96 (1992) 8480.
- H. Stach, J. Jänchen, "Untersuchungen zur thermochemischen Wärmespeicherung", Chem. Techn., 52, (2000) 15-18 .
- H. Stach , J. Mugele, J. Jänchen and E. Weiler, "Influence of Cycle Temperatures on the Thermochemical Heat Storage Densities in the Systems Water/Microporous and Water/Mesoporous Adsorbents", Adsorption 11 (2005) 393 - 404.
- J. Jänchen, J.H.M.C. van Wolput, W.J.M. van Well, H. Stach, "Adsorption of water, methanol and acetonitrile in ZK-5 by temperature programmed desorption, microcalorimetry and FTIR", Thermochim. Acta, 379 (2001) 213-225.
- J. Jänchen, D.Ackermann, and H. Stach, "Adsorption properties of aluminophosphate molecular sieves - potential applications for low temperature heat utilization", Wang, R.Z., Editor, SHPC 2002, Int. Sorp. Heat Pump Conf., Shanghai, (2002) 635-638.
- J. Jänchen , D. Ackermann, H. Stachand W. Brösicke, "Studies of the water adsorption on Zeolites and modified mesoporous materials for seasonal storage of solar heat", (2003).
- J. Jänchen, D. Ackermann, H. Stach, W. Brösicke, "Studies of the water adsorption on zeolites and modified mesoporous materials for seasonal storage of solar heat", Sol. Energy 76, (2004) 339-344.
- J. Jänchen, D. Ackermann, E. Weiler, H. Stach, W. Brösicke, "Calorimetric investigation on zeolites, AlPO4`s and CaCl2 impregnated attapulgite for thermochemical storage of heat", Thermochim. Acta 434, (2005) 37-41.
- Workshops/Kolloquium ↵
- A. Lass-Seyoum,"Experimentelle Materialcharakterisierung sowie technische Prozessoptimierung bei adsorptiven Wärmespeichern", Kolloquium Effiziente Energienutzung. July 3, 2013, Universität Stuttgart.
- Stach, H. et al., "Mikroporöse und mesoporöse Adsorbentien für die thermochemische Wärmespeicherung", Lecture, BMWi-Workshop, Worms, 2002.
- Jänchen, J., Ackermann, D., Weiler,E., Stach, H. & W. Brösicke, W. (2004 b). "Thermochemical storage of low temperature heat by zeolites, SAPO`s and impregnated active carbon", Proceedings of the 7th Workshop IEA/ECES, Annex 17, 8-12 Oct. 2004, Beijing, China.
- Jänchen, J., Ackermann, D., Weiler,E., Stach, H. & W. Brösicke, W., (2002), "Microporous Aluminophosphates - Materials for Thermochemical Storage between Zeolites and Silica Gel", Third Worksjop of IEA/ECES Annex 17m 1-2 October 2002, Tokyo, Japan.
- erteilte Patente ↵
-
Amt. Aktenz. |
Bezeichnung |
Anmeldung |
Anmelder |
Erfinder |
DE-Patent 199 63 322 |
Sorptionswärmespeicher |
21.12.1999 |
Füsting |
Stach, Münn, Füsting, Welke |
DE-Patent 6, 672, 103 |
Sorptionswärmespeicher |
28.06.2002 |
Füsting |
Stach, Münn, Füsting, Welke |
DE 103 01 099.8 |
Formkörper |
08.01.2003 |
Füsting |
Stach, Münn, Mugele |
PCT/DE2004/001535 |
Formkörper |
09.07.2004 |
Füsting |
Stach, Münn, Mugele |
DE 10 2005 000 022.3 |
Sorbensformkörper II |
16.03.2005 |
Füsting, Münn |
Füsting, Münn, Stach |
1DE 10 2005 000 075.4 |
Wärmespeicher II |
13.06.2005 |
Füsting, Münn |
Füsting, Münn, Stach |
1DE 10 2005 051 574.6 |
Zusatz zu Wärmespeicher II |
21.10.2005 |
Füsting, Münn |
Füsting, Münn, Stach |
PCT/EP2006/060763 |
Sorbensformkörper II |
15.03.2006 |
Füsting, Münn |
Füsting, Münn, Stach |
2DE 10 2006 008 320.2 |
Filterpatrone |
17.02.2006 |
Füsting, Münn, Welke |
Füsting, Münn, Welke, Stach |
PCT/EP2006/063148 |
Wärmespeicher hoher Speicherdichte |
13.06.2006 |
Füsting, Münn |
Füsting, Münn, Stach |
DE 10 2006 027 127.0 |
Rückgewinnung von HKW |
02.06.2006 |
ZeoSys GmbH |
- |
DE 10 2006 032 609.1 |
Rückgewinnung von HKW |
11.06.2006 |
ZeoSys GmbH |
- |
EP 06117003.1 |
Filterpatrone |
11.06.2006 |
ZeoSys GmbH |
- |
2DE 10 2006 053 216.3 |
Zusatz zur Filterpatrone |
11.06.2006 |
Füsting, Münn, Welke |
Füsting, Münn, Welke |