Das Projekt "Thermische Energiespeicher: Entwicklung, Optimierung und Anwendung von PCM-Emulsionen mit hoher Speicherdichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Forschungsprojekts ist es thermische Speicher auf Basis von PCM-Slurries (Phase Change Material Slurry, PCS) bzw. Phasenwechselemulsionen (PCM-Emulsionen, PCME) für die Anwendungsfelder Gebäudeklimatisierung und Mobilität zu entwickeln. Es wird angestrebt, bestehende Formulierungen von PCM-Emulsion hinsichtlich ihrer thermodynamischen und rheologischen Eigenschaften, Stabilität und Kompatibilität für die erwähnten Anwendungsfelder weiter zu entwickeln und zu optimieren. Anschließend sollen sie in einem Maßstab von bis zu 32 m3 hergestellt werden und in den einzelnen Anwendungen untersucht werden. Ziel des Projekts ist somit die anwendungsbezogene Weiterentwicklung und Optimierung von PCM-Emulsionen sowie die Untersuchung der Effizienz in konkreten Anwendungen.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: Nanolope" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie, Fachgebiet Technische Chemie - Mehrphasenreaktionstechnik durchgeführt. Weltweit wird über die Hälfte der Primärenergie für das Heizen und Kühlen aufgewendet. Dieser hohe Primärenergiebedarf wird anteilig durch den Gebäudesektor verursacht, der etwa 30 % der Primärenergie vorwiegend für Raumwärme, Warmwasser und Kühlung benötigt. Allerdings werden nur 14% dieser Energie über erneuerbare Energien bereitgestellt. Der gesetzlich festgelegte Ausbau erneuerbarer Energien wird zu einem erhöhten volatilen Stromangebot führen, wodurch der Bedarf an Speichertechnologien steigen wird. Phasenwechselmaterialien (engl.: phase change materials, PCM) werden für die Speicherung von Wärme durch Aggregatzustandsänderungen, i.d.R. fest/flüssig, verwendet. Sie weisen bei der Phasenübergangstemperatur vergleichsweise hohe Speicherkapazitäten auf. Die Phasenwechseltemperatur wird dabei durch Auswahl des PCMs auf den erforderlichen Temperaturbereich angepasst. Eine Marktdurchdringung blieb bei PCMs aufgrund diverser Probleme bisher aus. Diese Probleme sind beispielsweise die Volumenänderung beim Phasenwechsel, zu niedrige Wärmespeicherkapazitäten in Behältern oder Verbundmaterialien und die Gefahr des Auslaufens. Nanolope PCM ist ein neuartiges PCM-Wärmespeichermaterial, das die bestehenden Probleme löst und aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfallstoffen (z.B. Reisspelzen, Haselnüssen, Pflanzen und Käse) hergestellt werden kann. Eine deutliche Verbesserung der Speicherkapazität um das 3fache gegenüber wassergeführten Speichern und die einfache Integration in technische Systeme z.B. durch mechanische Bearbeitung stellen einen Wettbewerbsvorteil für das Produkt dar. Das Herstellungsverfahren erlaubt zudem die kostengünstige Produktion in nur einem Schritt bei Temperaturen unter 100 Grad C. Ausgewählte Additive machen ein gezieltes Verändern der mechanischen und thermischen Eigenschaften möglich. Das Vorhaben gliedert sich in 6 Arbeitspakete über den geförderten Projektzeitraum.
Das Projekt "Teilvorhaben: Pilotversuch PCM-Emulsion als Kältespeicher im Gebäude" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IKS Industrielle KühlSysteme GmbH durchgeführt. Ziel des Forschungsprojekts ist es thermische Speicher auf Basis von PCM-Slurries (Phase Change Material Slurry, PCS) bzw. Phasenwechselemulsionen (PCM-Emulsionen, PCME) für die Anwendungsfelder Gebäudeklimatisierung und Mobilität zu entwickeln. Es wird angestrebt, bestehende Formulierungen von PCM-Emulsion hinsichtlich ihrer thermodynamischen und rheologischen Eigenschaften, Stabilität und Kompatibilität für die erwähnten Anwendungsfelder weiter zu entwickeln und zu optimieren. Anschließend sollen sie in einem Maßstab von bis zu 32 m3 hergestellt werden und in den einzelnen Anwendungen untersucht werden. Ziel des Projekts ist somit die anwendungsbezogene Weiterentwicklung und Optimierung von PCM-Emulsionen sowie die Untersuchung der Effizienz in konkreten Anwendungen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Funktionale und konstruktive Produktentwicklung der Raum-Module zur Steigerung der Energieeffizienz modularer Gebäude" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ISE Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz gGmbH durchgeführt. Die Aufgabenstellung des Teilvorhabens des Projektkoordinators ISE besteht in der funktionalen und konstruktiven Produktentwicklung der Raum-Module zur Steigerung der Energieeffizienz modularer Gebäude. Dabei wird durch ISE das Gesamtkonzept des Vorhabens erarbeitet. Der Schwerpunkt der Entwicklung besteht dabei in der Entwicklung des funktionalen Aufbaus der Wand-, Decken- und Bodenelemente unter Einbeziehung innovativer Materialien wie Hochwärmedämmung und Latentwärmespeichermaterialien sowie der Erarbeitung fügetechnologischer Lösungen. Weiterhin werden energetische Konzepte zur Steigerung der Energieeffizienz erarbeitet und analysiert mit dem Ergebnis der Auswahl gebäudetechnischer Anlagen zur Konditionierung und Belichtung. Ein weiterer Schwerpunkt der Bearbeitung besteht in der Fabrikplanung und der Durchführung von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Weiterhin wirkt ISE als CO2-Beauftragter im Vorhaben permanent dahingehend mit, alle entwickelten Prozesse auf Treibhausgaseinsparungspotentiale zu bewerten.
Das Projekt "Energieeffiziente automatisierbare Fertigungstechnologie energieeffizienter modularer nachhaltiger Leichtbaugebäude" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ISE Institut für Strukturleichtbau und Energieeffizienz gGmbH durchgeführt. Die Aufgabenstellung des Teilvorhabens des Projektkoordinators ISE besteht in der funktionalen und konstruktiven Produktentwicklung der Raum-Module zur Steigerung der Energieeffizienz modularer Gebäude. Dabei wird durch ISE das Gesamtkonzept des Vorhabens erarbeitet. Der Schwerpunkt der Entwicklung besteht dabei in der Entwicklung des funktionalen Aufbaus der Wand-, Decken- und Bodenelemente unter Einbeziehung innovativer Materialien wie Hochwärmedämmung und Latentwärmespeichermaterialien sowie der Erarbeitung fügetechnologischer Lösungen. Weiterhin werden energetische Konzepte zur Steigerung der Energieeffizienz erarbeitet und analysiert mit dem Ergebnis der Auswahl gebäudetechnischer Anlagen zur Konditionierung und Belichtung. Ein weiterer Schwerpunkt der Bearbeitung besteht in der Fabrikplanung und der Durchführung von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Weiterhin wirkt ISE als CO2-Beauftragter im Vorhaben permanent dahingehend mit, alle entwickelten Prozesse auf Treibhausgaseinsparungspotentiale zu bewerten.
Das Projekt "BHKW-Wärmespeicher mit makrogekapselter PCM-Schüttung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur Technische Thermodynamik durchgeführt. Blockheizkraftwerke (BHKW) eignen sich besonders für dezentrale Strom- und Wärmekonzepte und bilden eine effiziente Regelenergiequelle für virtuelle Kraftwerke. Es ist daher notwendig, die Erzeugung von Strom und Wärme durch geeignete Speichersysteme im Tageslastgang weitestgehend zu entkoppeln. Latentwärmespeicher (LWS) ermöglichen im Vergleich zu Wasserspeicher höhere Speicherdichten, kommen aber aufgrund hoher Kosten bislang kaum zum Einsatz. Für kompakte Systemlösungen aus Klein-BHKW und Speicher wären jedoch höhere Speicherdichten jedoch wünschenswert. Zielstellung des Projektes ist daher die Untersuchung von Makroverkapselungen für Latentspeichermedien (PCM) auf der Basis von Beutelverpackungen, mit denen die Speicherkosten reduziert werden können. Durch eine modulare Bauweise des Speichers wird zudem eine Anpassung an verschiedene Anwendungsfälle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt C- Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wilhelm Röser Söhne GmbH & Co. KG durchgeführt. Das hier vorgeschlagene Vorhaben verfolgt die Herstellung biobasierter PCM (Bio-PCM) aus flüssigen Abfallsubstraten aus Bioabfallbehandlungen, Altspeisefetten und aus Fettrückständen von Fettabscheidern, wie sie in Mensen oder der Gastronomie anfallen. In diesem Vorhaben sollen Bio-PCM hergestellt werden, die im Bausektor bspw. in einem nachhaltigen Dämmstoff zur Reduzierung des Dämmstoff-verbrauchs, eingesetzt werden können. Die hergestellten Bio-PCM führen bei bestimmten Temperaturen einen Phasenwechsel durch und können so Wärme speichern. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass im Winter die Wärme in Gebäuden gehalten und im Sommer die Aufheizungsstunden der Innenräume reduziert werden kann. Folglich sorgen PCM dafür, dass benötigte Energieressourcen und der damit verbundene Ausstoß von Treibhausgasen verringert werden. Die Verwendung von Abfallsubstraten hat zwei Vorteile. Zum einen entsteht keine Konkurrenz mit dem Anbau von Nahrungsmitteln, wie es derzeit bei existierenden Bio-PCM aus Pflanzenölen, wie Kokos- oder Palmöl der Fall ist. Zum anderen erfahren die genutzten Abfallsubstrate ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang verfolgt das Projekt BIOTESS zur Gewinnung von Bio-PCM zwei Prozessstränge. Ein Prozessstrang betrifft die Abfallsubstrate aus Altspeisefetten der die Basis des Konzepts darstellt. Ein weiterer Prozessstrang sind Sickerwässer aus der biologischen Abfallbehandlung, die als ein zusätzlicher Rohstoff für die Herstellung von Bio-PCM betrachtet und als Nebenstrang mit untersucht werden. Der Nebenstrang dient der Optimierung der späteren Bio-PCM Eigenschaften. Erste Abschätzungen der Herstellungskosten von Bio-PCM auf Basis von Altspeisefetten liegt zwischen 3,50 - 6,50 Euro/kg für kleine Raffinationsanlagen und bei 1,60 - 2,00 Euro für großtechnische Anlagen. Konventionelle PCM werden derzeit mit 10,00-14,00 Euro/kg gehandelt. Es ist daher mit einem hohen Gewinnpotenzial zu rechnen.
Das Projekt "Teilprojekt E- Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von e-hoch-3 eco impact experts GmbH & Co. KG durchgeführt. Das hier vorgeschlagene Vorhaben verfolgt die Herstellung biobasierter PCM (Bio-PCM) aus flüssigen Abfallsubstraten aus Bioabfallbehandlungen, Altspeisefetten und aus Fettrückständen von Fettabscheidern, wie sie in Mensen oder der Gastronomie anfallen. In diesem Vorhaben sollen Bio-PCM hergestellt werden, die im Bausektor bspw. in einem nachhaltigen Dämmstoff zur Reduzierung des Dämmstoff-verbrauchs, eingesetzt werden können. Die hergestellten Bio-PCM führen bei bestimmten Temperaturen einen Phasenwechsel durch und können so Wärme speichern. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass im Winter die Wärme in Gebäuden gehalten und im Sommer die Aufheizungsstunden der Innenräume reduziert werden kann. Folglich sorgen PCM dafür, dass benötigte Energieressourcen und der damit verbundene Ausstoß von Treibhausgasen verringert werden. Die Verwendung von Abfallsubstraten hat zwei Vorteile. Zum einen entsteht keine Konkurrenz mit dem Anbau von Nahrungsmitteln, wie es derzeit bei existierenden Bio-PCM aus Pflanzenölen, wie Kokos- oder Palmöl der Fall ist. Zum anderen erfahren die genutzten Abfallsubstrate ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang verfolgt das Projekt BIOTESS zur Gewinnung von Bio-PCM zwei Prozessstränge. Ein Prozessstrang betrifft die Abfallsubstrate aus Altspeisefetten der die Basis des Konzepts darstellt. Ein weiterer Prozessstrang sind Sickerwässer aus der biologischen Abfallbehandlung, die als ein zusätzlicher Rohstoff für die Herstellung von Bio-PCM betrachtet und als Nebenstrang mit untersucht werden. Der Nebenstrang dient der Optimierung der späteren Bio-PCM Eigenschaften. Erste Abschätzungen der Herstellungskosten von Bio-PCM auf Basis von Altspeisefetten liegt zwischen 3,50 - 6,50 Euro/kg für kleine Raffinationsanlagen und bei 1,60 - 2,00 Euro für großtechnische Anlagen. Konventionelle PCM werden derzeit mit 10,00-14,00 Euro/kg gehandelt. Es ist daher mit einem hohen Gewinnpotenzial zu rechnen.
Das Projekt "Teilprojekt B- Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von JagerBiotech GmbH durchgeführt. Das hier vorgeschlagene Vorhaben verfolgt die Herstellung biobasierter PCM (Bio-PCM) aus flüssigen Abfallsubstraten aus Bioabfallbehandlungen, Altspeisefetten und aus Fettrückständen von Fettabscheidern, wie sie in Mensen oder der Gastronomie anfallen. In diesem Vorhaben sollen Bio-PCM hergestellt werden, die im Bausektor bspw. in einem nachhaltigen Dämmstoff zur Reduzierung des Dämmstoff-verbrauchs, eingesetzt werden können. Die hergestellten Bio-PCM führen bei bestimmten Temperaturen einen Phasenwechsel durch und können so Wärme speichern. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass im Winter die Wärme in Gebäuden gehalten und im Sommer die Aufheizungsstunden der Innenräume reduziert werden kann. Folglich sorgen PCM dafür, dass benötigte Energieressourcen und der damit verbundene Ausstoß von Treibhausgasen verringert werden. Die Verwendung von Abfallsubstraten hat zwei Vorteile. Zum einen entsteht keine Konkurrenz mit dem Anbau von Nahrungsmitteln, wie es derzeit bei existierenden Bio-PCM aus Pflanzenölen, wie Kokos- oder Palmöl der Fall ist. Zum anderen erfahren die genutzten Abfallsubstrate ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang verfolgt das Projekt BIOTESS zur Gewinnung von Bio-PCM zwei Prozessstränge. Ein Prozessstrang betrifft die Abfallsubstrate aus Altspeisefetten der die Basis des Konzepts darstellt. Ein weiterer Prozessstrang sind Sickerwässer aus der biologischen Abfallbehandlung, die als ein zusätzlicher Rohstoff für die Herstellung von Bio-PCM betrachtet und als Nebenstrang mit untersucht werden. Der Nebenstrang dient der Optimierung der späteren Bio-PCM Eigenschaften. Erste Abschätzungen der Herstellungskosten von Bio-PCM auf Basis von Altspeisefetten liegt zwischen 3,50 - 6,50 Euro/kg für kleine Raffinationsanlagen und bei 1,60 - 2,00 Euro für großtechnische Anlagen. Konventionelle PCM werden derzeit mit 10,00-14,00 Euro/kg gehandelt. Es ist daher mit einem hohen Gewinnpotenzial zu rechnen.
Das Projekt "Teilprojekt F- Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wissenschaftsstadt Darmstadt durchgeführt. Das hier vorgeschlagene Vorhaben verfolgt die Herstellung biobasierter PCM (Bio-PCM) aus flüssigen Abfallsubstraten aus Bioabfallbehandlungen, Altspeisefetten und aus Fettrückständen von Fettabscheidern, wie sie in Mensen oder der Gastronomie anfallen. In diesem Vorhaben sollen Bio-PCM hergestellt werden, die im Bausektor bspw. in einem nachhaltigen Dämmstoff zur Reduzierung des Dämmstoff-verbrauchs, eingesetzt werden können. Die hergestellten Bio-PCM führen bei bestimmten Temperaturen einen Phasenwechsel durch und können so Wärme speichern. Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass im Winter die Wärme in Gebäuden gehalten und im Sommer die Aufheizungsstunden der Innenräume reduziert werden kann. Folglich sorgen PCM dafür, dass benötigte Energieressourcen und der damit verbundene Ausstoß von Treibhausgasen verringert werden. Die Verwendung von Abfallsubstraten hat zwei Vorteile. Zum einen entsteht keine Konkurrenz mit dem Anbau von Nahrungsmitteln, wie es derzeit bei existierenden Bio-PCM aus Pflanzenölen, wie Kokos- oder Palmöl der Fall ist. Zum anderen erfahren die genutzten Abfallsubstrate ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang verfolgt das Projekt BIOTESS zur Gewinnung von Bio-PCM zwei Prozessstränge. Ein Prozessstrang betrifft die Abfallsubstrate aus Altspeisefetten der die Basis des Konzepts darstellt. Ein weiterer Prozessstrang sind Sickerwässer aus der biologischen Abfallbehandlung, die als ein zusätzlicher Rohstoff für die Herstellung von Bio-PCM betrachtet und als Nebenstrang mit untersucht werden. Der Nebenstrang dient der Optimierung der späteren Bio-PCM Eigenschaften. Erste Abschätzungen der Herstellungskosten von Bio-PCM auf Basis von Altspeisefetten liegt zwischen 3,50 - 6,50 Euro/kg für kleine Raffinationsanlagen und bei 1,60 - 2,00 Euro für großtechnische Anlagen. Konventionelle PCM werden derzeit mit 10,00-14,00 Euro/kg gehandelt. Es ist daher mit einem hohen Gewinnpotenzial zu rechnen.
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