ECN ontwikkelt energie- en kostenbesparende technologie voor industriële warmte-opslag

vrijdag 9 december 2016 13:15

Het LOCOSTO project is erop gericht oplossingen te ontwikkelen voor industriële warmteopslagsystemen in het temperatuurgebied tussen 100°C en 250°C, die zowel technisch als economisch haalbaar zijn. Daarmee kan de industrie energie en kosten besparen.

Een aantrekkelijke manier om warmte compact op te slaan met een klein temperatuurverschil, is met behulp van een faseovergangsmateriaal (ook bekend als ‘Phase Change Material’ oftewel PCM). Hierbij wordt gebruik gemaakt van de hoeveelheid latente warmte die kan worden opgeslagen in het smelten van een materiaal en weer vrijkomt bij het stollen ervan. Met PCM’s neemt een warmtebuffer minder ruimte in beslag, wordt de warmte bij atmosferische druk opgeslagen, en kan de warmte bij een vrij constante temperatuur worden opgenomen en weer worden afgegeven. De opslagdichtheid voor een PCM buffer ligt typisch tussen 0.3-0.6 GJ/m3, waarmee het tot een factor 4 compacter kan zijn dan een heetwaterbuffer. 

Nieuwe mogelijkheden voor hergebruik en buffering van energie
Deze technologie biedt nieuwe mogelijkheden voor hergebruik van restwarmte en energiebesparing in industriële processen. Pieken in warmtevraag en aanbod kunnen via een warmtebuffer worden opgevangen om een meer constante procesvoering te verkrijgen, wat de inzet van duurzame warmte en warmtepompen ondersteunt. Ook speelt warmteopslag een verbindende rol bij de integratie van het elektriciteitsnetwerk en de industriële warmtevoorziening.

Rol ECN
ECN heeft binnen het LOCOSTO project een rekenmodel ontwikkeld om de prestaties van een PCM buffer te voorspellen. Daarmee wordt het ontwerp van de warmtewisselaar geoptimaliseerd om de gevraagde prestaties tegen de laagste kosten te leveren. ECN werkt daarnaast aan de selectie van de PCM’s met de gewenste eigenschappen voor industriële toepassingen, waarbij gekeken wordt naar smelttemperatuur, warmteopslagdichtheid, stabiliteit, kosten en veiligheids- milieu aspecten. Een belangrijke technische uitdaging bij de toepassing van een PCM als warmtebuffer zit in de in- en uitkoppeling van warmte bij het laden en ontladen van de buffer.

Testinstallatie
Met de testinstallatie van zo’n 100 liter PCM (zie foto) worden de prestaties van de opslag gemeten en vergeleken met de modelberekeningen. Experiment en model zijn in goede overeenstemming met elkaar en daarmee wordt de basis gevormd voor de verdere ontwikkeling en opschaling van de PCM warmteopslagtechnologie.

Consortium
Het LOCOSTO project wordt in een consortium uitgevoerd met DOW, Perstorp  en EMMTEC als eindgebruikers, ingenieursbureau IEE, Bronswerk Heat Transfer als systeem leverancier,  PCM Tehnology, Perstorp, en Nedmag als materiaal leveranciers en TNO en ECN (coördinator) als kennisinstituten.

Meer informatie en contact
Meer weten over industriële warmte-opslag? Neem dan contact op via ons contactformulier of bekijk onze expertisepagina.

Industriële warmte opslag is een van de onderzoekslijnen van ECN in het streven naar een CO2 arme energiehuishouding.

Klik op de infographic voor meer informatie.

Categorie: Corporate, Energy efficiency