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Titel: Projektbild_03ETW014A

Quelle: Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Thermische Energietechnik (ITE)

Kurzbeschreibung aus dem Antrag

Die Dekarbonisierung des industriellen und gewerblichen Prozesswärmebedarfs bis 150 °C ist ein wichtiger Baustein der Wärmewende. Es gibt diverse marktreife Technologien wie Wärmepumpen, Kraft-Wärme-Kopplungssysteme und thermische Solaranlagen, die hierzu einen wichtigen Beitrag leisten können. Bislang werden diese Technologien jedoch einzeln betrachtet und realisiert. Doch gerade die Kombination verschiedener regenerativer bzw. hocheffizienter Wärmeerzeuger bietet die Möglichkeit, einen deutlich größeren Anteil des Wärmebedarfs zu dekarbonisieren. Während schon die Marktdurchdringung der einzelnen Technologien noch deutlich hinter den Möglichkeiten liegt, sind realisierte Prozesswärmeversorgungssysteme, die mehrere dieser Technologien kombinieren, quasi nicht zu finden. Daher werden im Rahmen des Projekts AnanaS wichtige Aspekte zur Kombination dieser Wärmeerzeuger erforscht. Zunächst wird in Abhängigkeit der jeweiligen Anforderungen beider Wärmeerzeugungstechnologien ein detailliertes Simulationsmodell aufgebaut. Anschließend werden im Rahmen einer umfangreichen Simulationsstudie Auslegungs- und Integrationsempfehlungen hergeleitet. Da für den Planungsprozess regenerativer oder hocheffizienter Wärmeerzeuger eine genaue Kenntnis des voraussichtlichen Wärmebedarfs erforderlich ist, liegt ein weiterer Schwerpunkt des Projektes AnanaS auf der Lastprofilanalyse. Ziel ist es, Referenzlastprofile für verbreitete Wärmesenken sowie erste Ansätze zur Generierung synthetischer Prozesswärmelastprofilen zu erarbeiten. Perspektivisch kann so das Problem fehlender thermischer Lastprofile für industrielle Anwendungen umgangen werden. Abschließend werden zur Vervollständigung und Validierung der Lastprofilanalyse sowie zur Umsetzung zweier Solar-KWK-Konzepte ausgewählte Unternehmen untersucht.

Peer-Reviewed

F. Pag, M. Jesper, O. Kusyy, K. Vajen, U. Jordan (2022): Solar fractions of SHIP plants considering the availability of roof area based on OpenStreetMap data, Solar Energy Advances, Vol. 2, doi:https://doi.org/10.1016/j.seja.2022.100017

Jesper M., Pag F., Vajen K., Jordan U. (2022): Heat Load Profiles in Industry and the Tertiary Sector: Correlation with Electricity Consumption and Ex Post Modeling, Sustainability, Vol. 14, Iss. 7, p. 4033, doi:10.3390/su14074033

Jesper M., Pag F., Vajen K., Jordan U. (2021): Annual Industrial and Commercial Heat Load Profiles: Modeling Based on k-Means Clustering and Regression Analysis, Energy Conversion and Management: X, Vol. 10, p. 100085, doi:10.1016/j.ecmx.202100085

Jesper M., Pag F., Vajen K., Jordan U. (2023): Hybrid solar thermal and heat pump systems in industry: Model based development of globally applicable design guidelines, Solar Energy Advances, Vol. 3, doi: https://doi.org/10.1016/j.seja.2023.100034

Sonstige Veröffentlichungen (Tagungsbeiträge, Poster etc.)

Pag F., Vajen K.: Wie können Solarthermie und BHKW für industrielle Anwendungen möglichst effizient genutzt werden? Proc. 33. Symposium Solarthermie, Bad Staffelstein, 09.05.-11.05.2023

Pag F., Pino A., Vajen K.: How to combine a solar heating plant and a CHP most efficiently for industrial applications, Proc. EuroSun, Kassel, 25.09.-29.09.2022

Pag F., Jesper M., Kusyy O., Vajen K., Jordan U.: Deckungsraten solarer Prozesswärmeanlagen unter Berücksichtigung des Lastprofils und vorhandener Dachflächen, Proc. 32. Symposium Solarthermie, Bad Staffelstein, 03.05.-05.05.2022

Jesper M., Pag F., Vajen K., Jordan U.: Can Electricity Load Profiles Be Used to Increase the Accuracy of Heat Load Profile Predictions in Industry?, ISEC, Graz, AT, 06.04.-07.04.2022

Pag F., Jesper M., Kusyy O., Vajen K., Jordan U.: Solar Fractions for Solar Process Heat Plants Taking into Account Load Profile and Available Roof Area, Proc. International Sustainable Energy Conference, Graz, AT, 06.04.-07.04.2022

Pag F.: How the available roof area and the heat load profile influence the potential of solar heat in industry?, Wind and Solar Energy Week, Kassel, 24.03.2022

Jesper M., Pag F., Fluch J., Gruber-Glatzl W., Vajen K., Jordan U.: Reference Applications for Renewable Heating Systems in Industry and Commerce, Solar World Congress, Online, 25.10.-29.10.2021

Pag F., Jesper M., Fluch J., Gruber-Glatzl W., Vajen K., Jordan U.: Standardisierte Wärmelastprofile für Industrie & GHD – erste Ergebnisse aus dem IEA SHC Task 64 Subtask A, Proc. 3 Symposium Solarthermie, Bad Staffelstein, 27.04.-30.04.2021