CREATE - Compact REtrofit Advanced Thermal Energy Storage

SPEICHERPRINZIP
Die Beladung des Sorptionsspeichers findet im Sommer mit Solarwärme statt. Mit der zugeführten Wärme aus solarthermischen Flachkollektoren wird Wasserdampf vom Speichermaterial dehydriert und nach der Kondensation mit Hilfe einer Niedertemperaturquelle (z.B. Erdwärme) in ein Wasserreservoir geleitet. Das trockene Sorptionsmaterial und das flüssige Wasser werden getrennt gelagert. Im Winter wird bei Bedarf im umgekehrten Schritt, Wasser mit Hilfe der Niedertemperaturquelle verdampft und vom Speichermaterial absorbiert. Hierbei wird Wärme frei, die für Raumwärme oder Warmwassererzeugung genutzt werden kann.

ENTWICKLUNG DES WÄRMESPEICHERSYSTEMS
Das entwickelte CREATE-Speichersystem zeichnet sich durch ein modulares, auf Kompaktheit optimiertes prismatisches Speichermoduldesign aus, das eine mehr als 20% effektivere Nutzung des verfügbaren Volumens in einem Gebäude ermöglicht als bisher übliche zylindrische geschlossene Speichersysteme. Als Speichermaterial wird granuliertes Kaliumcarbonat (K2CO3) verwendet. Im Rahmen des Projekts wurde ein Komplettsystem mit drei Modulen und insgesamt rund 1.200 Litern K2CO3 aufgebaut und experimentell ausgewertet.

PROJEKTFORTSCHRITT
Im Mittelpunkt der bisherigen Arbeiten standen (i) die Verbesserung des Speichermaterials hinsichtlich Leistung, Stabilität und Energiedichte; (ii) die Entwicklung und Optimierung eines prismatisch geformten Speicherbehälters, zur Verbesserung der Speicherdichte und des beanspruchten Platzbedarfs; (iii) die Entwicklung und Optimierung von kostengünstigen Verdampfern/Kondensatoren; und (iv) die Optimierung des Gesamtsystems auf der Grundlage von Laborexperimenten und jährlicher Simulation.

DEMONSTRATION
Um die Anwendbarkeit der thermochemischen Speicherlösung und deren Betrieb unter realen Bedingungen zu demonstrieren und ein frühzeitiges Benutzer*innenfeedback zu erhalten, wurde das CREATE-System in einem dem künftigen Anwendungsfall entsprechenden Demonstrator implementiert. Hierfür wurde das Speichersystem Sommer 2019 in das Wärmeverteilung und -bereitungssystem eines Waisenhauses in Warschau, Polen, installiert und infolge bis Mai 2020 messtechnisch begleitet und untersucht.