Arbeitsgruppe "Thermische Energiespeichersimulation"

Die Arbeitsgruppe verfolgt zwei Forschungsschwerpunkte: Komponenten- und Systemsimulation.

Auf der Komponentenebene besteht das Ziel in der physikgetreuen Abbildung der Wärme- und Stofftransportprozesse im Inneren von thermischen Energiespeichern. Dies beinhaltet die Entwicklung präziser Gleichungen zur Beschreibung von Permeabilität und Wärmeleitfähigkeit. Im Kontext der thermo-chemischen Energiespeicher erweitert sich die Betrachtung um die Reaktionsprozesse und den damit verbundenen internen Wärme- und Stoffstromquellen bzw. –senken. Hinzu kommen spezielle Phänomene wie bspw. Agglomeration, Korrosion etc.

Auf der Systemebene besteht das Ziel in der Anbindung von vereinfachten Komponentenmodellen in anwendungsrelevante thermische Systeme. Die thermischen Systeme beinhalten Wärmequellen wie bspw. Solaranlagen, Fernwärmenetze oder industrielle Abwärme. Weiter umfassen die thermischen Systeme Wärmeverbraucher wie bspw. Gebäude und Industrieprozesse. Die Systemsimulationen erlauben Vorhersagen über das dynamische Lade- und Entladeverhalten unter praktischen Bedingungen und eine Bewertung hinsichtlich Speicherwirkungsgrad und -kosten.

Übergeordnetes Ziel der beiden Forschungsschwerpunkte ist die Weiterentwicklung des physikalischen und technischen Verständnisses von komplexen thermischen Energiespeichern und thermischen Energiespeichersystemen sowie die Optimierung des thermischen Speicherverhaltens. Die Optimierung umfasst unter anderem die Maximierung des Wirkungsgrads und der thermischen Be- und Entladeleistung oder die Minimierung von Temperaturgrädigkeiten.

Mit den Erkenntnissen zu Speicherprozessen und zur Speicheroptimierung leistet die Forschungsgruppe einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung von Wärmeanwendungen und damit zur Realisierung der Wärmewende.