Ziel der Entwicklung
Zur Integration steigender Anteile volatiler erneuerbarer Energien in die Stromversorgung sind effiziente und leistungsfähige Speicher erforderlich. Im Bereich der Kälteversorgung bieten thermische Speicher (Kältespeicher) zahlreiche Vorteile, um die ohnehin meist strombasierte Kälteerzeugung zeitlich zu flexibilisieren.
Die Erzeugung, Speicherung und Anwendung von Vakuum-Flüssigeis ist eine im Vergleich zu anderen Verfahren besonders effiziente und leistungsfähige Technologie und ermöglichte eine Speicherung mit hoher Energiedichte.
Das ILK Dresden hatte in zurückliegenden F&E Projekten die Technologie zur Flüssigeiserzeugung durch Direktverdampfung grundlegend soweit entwickelt, dass zwei Anlagen kleiner Leistung (50 Kilowatt) errichtet werden konnten. Im Vorhaben FESS200 sollten die Leistung auf 200 Kilowatt pro Modul gesteigert und zahlreiche Verbesserungen umgesetzt werden, so dass folgende Ansprüche erfüllt werden können.
Es sollte eine marktrelevante Kälteleistung von 200 Kilowatt erreicht werden, wobei eine Vereinfachung des Designs in die Richtung „schlanke Anlage“ (Kundentauglichkeit) sich als weiteres Ziel gesetzt wurde. Dabei wollte man die die spezifischen Herstellungskosten reduzieren, sowie die Effizienz und Betriebssicherheit verbessern.
Vorteile und Lösungen
Für die aufgezeigten Fragestellungen konnten im Rahmen des Projektes Lösungen erarbeitet und mit dem Aufbau einer Versuchsanlage umgesetzt werden. Die Erfolgsaussichten können nach Abschluss des Projektes als gut eingeschätzt werden. Das Erreichen einer marktrelevanten Kälteleistung von zirka 200 Kilowatt konnte entsprechend der Auslegung der Anlage experimentell nachgewiesen werden. Vergleicht man die Anlagenkonzeption innerhalb der beiden vorangegangenen Projekte, konnte eine kundentaugliche und vor allem wartungsfreundlichere Anordnung aller Systemkomponenten erarbeitet werden. Anhand durchgeführter Messreihen wurde der Nachweis höherer Effizienzwerte über die erzielte Kälteleistung hinaus erbracht. Im Hinblick auf die Betriebssicherheit wurden die Messdaten zur Schwingungsmessung am Verdichter ausgewertet. Die vertikale Einbaulage des Verdichters zeigt dabei vielversprechende Ergebnisse. Diese müssen nun anhand von Dauertests unter Einsatzbedingungen beim Kunden bzw. im Rahmen von Demonstrationsvorhaben verifiziert werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Auf Grundlage der aus dem Projekt heraus gewonnenen Erkenntnisse wurden Gestaltungsrichtlinien zur Weiterentwicklung und zum Aufbau von Vakuum-Flüssigeisspeichersystemen erarbeitet. Das Projekt bietet somit eine fundierte Grundlage zur Vermarktung der Technologie. Mit der Ausentwicklung der Vakuum-Flüssigeistechnologie kann ferner zu einer deutlichen Steigerung der Effizienz als auch zur Flexibilisierung von zukünftigen Kälteversorgungssystemen beigetragen werden.