Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. Bereich: Energiespeicherung

Stationäre elektrische Energiespeichersysteme leisten einen entscheidenden Beitrag zur Stabilität des Netzes und der Integration erneuerbarer Energietechnologien in dasselbe. Daher wird das ZAE Bayern, in enger Zusammenarbeit mit den Lehrstühlen für elektrische Energiespeichertechnik (TUM-EES) und technische Elektrochemie (TUM-TEC) der Technischen Universität München, seine Aktivitäten auf diesem Gebiet deutlich verstärken. Die Entwicklung von Komponenten, z. B. für Redox-Flow-Systeme, steht dabei in einer Reihe mit der Entwicklung von Systemtechnik und Netzintegration. So strebt das ZAE danach, sich mit Hilfe der TUM auf diesem Forschungsgebiet zu etablieren.

Die Thermische Analyse beschäftigt sich mit der experimentellen und theoretischen Charakterisierung thermophysikalischer Eigenschaften (insbesondere Wärme- und Temperaturleitfähigkeit, Enthalpie, spezifische Wärme und Wärmedehnung) und der Weiterentwicklung entsprechender Messmethodik. Ziel ist es dabei, ein vertieftes Verständnis von Wärmetransportvorgängen in komplexen Materialien und Systemen zu erreichen. Darüber hinaus spielt die Weiterentwicklung vorhandener Messtechniken sowie die Entwicklung neuer Messmethoden eine wichtige Rolle, um den durch moderne Materialien gestellten neuen und immer extremeren Anforderungen gerecht zu werden.

Die Kombination aus hoch entwickelten Analysemethoden und vorhandenem theoretischen Know-how ermöglicht weiterhin die gezielte Identifikation des Optimierungspotentials des Untersuchungsgegenstandes und dessen Anpassung auf praxisgerechte Anwendungen.

Seit der Institutsgründung stellt die Entwicklung thermisch angetriebener Wärmepumpen und Kältemaschinen einen Kernbestandteil der Aktivitäten des ZAE Bayern dar. Die Arbeiten erstrecken sich von grundlegenden theoretischen und experimentellen Untersuchungen über die Komponentenentwicklung bis zur Konzeption und Optimierung komplexer Energieversorgungssysteme.

Im Bereich der Grundlagen werden Kreislaufkonzepte und Varianten für die Prozessführung entwickelt und thermodynamisch modelliert. Experimentelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Untersuchung neuer Stoffpaarungen und den Mechanismen der Wärme- und Stoffübertragung. Aufbauend auf diesen Grundlagenuntersuchungen werden Wärmetauscherkonfigurationen und vollständige Wärmepumpenanlagen entwickelt. Die systemtechnischen Arbeiten befassen sich mit dem Einsatz von Sorptionswärmepumpen und -kältemaschinen zur solaren Kühlung, zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung und zur Kälte aus Fernwärme sowie zur Gebäudebeheizung und zur Abwärmenutzung in Industrie und Gewerbe.

Die anwendungsbezogenen Arbeiten gehen entscheidend über den jeweiligen Stand der Technik hinaus und mündeten in mehrere Patente im Bereich der verfahrenstechnischen Umsetzung sowie der systemtechnischen Einbindung.

Die wissenschaftliche Arbeit im Bereich der thermischen Wärmepumpen findet international große Beachtung. Das ZAE ist hier auch im wissenschaftlichen Beirat von internationalen Tagungen tätig. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten werden auf internationaler Ebene u.a. in Arbeitsgruppen der Internationalen Energie Agentur (IEA) eingebracht.