Dr. Alex Hobé

Wärmespeicher können dabei helfen, thermische Netze rationaler zu dimensionieren und zu betreiben. Es können damit Lastspitzen geglättet und der Einsatz fossiler Spitzenlastkessel vermieden werden. Wärmeüberschüsse können zwischengespeichert werden. Insbesondere dezentrale Speicher ermöglichen es zudem, einzelne Netzabschnitte zu entlasten, bzw. Netzverdichtungen und Erweiterungen zu ermöglichen. Sie sind auch ideal für die effiziente Einbindung dezentraler Wärmeerzeuger. In diesem Projekt werden die möglichen Kosten- und Emissionseinsparungen durch den Einsatz dezentraler thermischer Speicher in unterschiedlichen Fernwärmenetzen quantifiziert. Zusätzlich zu Empfehlungen für die Dimensionierung und den Betrieb solcher Speicher wird ein Excel-Anwendertool entwickelt, mit dem Planer den Einfluss von Speichern auf die Leistungsverteilung und die Kosten eines thermischen Netzes bestimmen können.

Im Projekt Ice-Grid werden mögliche Einsatzgebiete von Eisspeichern in thermischen Niedertemperatur-Netzen untersucht. In Kombination mit anderen Speichern können Eisspeicher die Verfügbarkeit von Wärme oder Kälte zeitlich verschieben. Da latente Wärme bei 0 °C gespeichert wird, sind Eisspeicher insbesondere im Hinblick auf steigenden Kühlbedarf in Zukunft interessant. Für Netzkonfigurationen mit begrenzten Quellen, wie zum Beispiel Abwärme auf tiefem Temperaturniveau, wird die Integration von Eisspeichern zur Netzerweiterung geprüft. Für die Analysen werden generische Niedertemperaturnetze simuliert und verschiedene Varianten untersucht.

In diesem Projekt werden die Möglichkeiten analysiert, welche grosse Wärmespeicher für die Dekarbonisierung und gleichzeitige Erweiterung von Wärmenetzen bieten. Dabei werden verschiedene Techniken der kurz-, mittel- und langfristigen Wärmespeicherung betrachtet. Im Fokus stehen der Ersatz fossiler Spitzenlastkessel, die bessere Einbindung von Abwärme, die Verlagerung von Energie vom Sommer auf den Winter und innovative Ansätze der Sektorkopplung zum Ausgleich von Produktion und Nachfrage von Strom.

Die Analysen werden anhand repräsentativer generischer Wärmenetze und für konkrete Fallstudien der beteiligten Industriepartner durchgeführt. Neben den allgemeinen Erkenntnissen wird auch einer zeitnahen Überführung in Pilot- und Demonstrationsprojekte angestrebt.

Das Thermokline-Konzept ist ein kosteneffizientes thermisches Speichersystem, das in der Lage ist Investitionskosten bei solarthermischen Kraftwerken mit Strahlungsbündelung (concentrated solar power, CSP) bis zu 40 % zu senken. Das Ziel dieses Projekts ist es neue Thermokline-Konzepte zu entwickeln, die in verschiedenen CSP-Kraftwerken anwendbar sind. Detaillierte Simulationen zweier Thermokline-Konzepte werden mit Messdaten, die innerhalb dieses Projekts gewonnen werden, validiert werden. Basierend auf den Simulationsanwendungen werden beide Konzepte bezüglich ihrer Systemintegration und Einsparungen bei den Stromgestehungskosten sowohl auf CSP-Systemebene als auch ihrer Hochskalierung für die angestrebten CSP-Anwendungen bewertet und optimiert werden.

Im Projekt SolResHC werden Forschungsfragen zum IEA PVPS Task 16 bezüglich «Solar Resource for High Penetration and Large Scale Applications» bearbeitet.

Spezifisch werden Auswirkungen verschiedener Wetterszenarien auf solares Heizen und Kühlen ermittelt. Es werden Simulationen für diverse Zukunftsszenarien durchgeführt, um die Auswirkungen der Wetterdaten auf die energetische Effizienz unterschiedlicher Systeme zu ermitteln, welche Heizwärme-, Kühl-, Warmwasser- und zum Teil den Strom-Bedarf für ein Mehrfamilienhaus generieren.

Weiter wird eine Bewertung des Einflusses einer hohen Einspeisung von PV und erneuerbaren Energien auf das Stromnetz der Schweiz durchgeführt. Dabei werden insbesondere die Auswirkungen auf den Strompreis berücksichtigt.