Samstag, 30.05.2020 09:38 Uhr

Heat-to-Power

Verantwortlicher Autor: Friedrich Scheuerecker Zorneding, 15.05.2020, 15:17 Uhr
Fachartikel: +++ Internet und Technik +++ Bericht 3183x gelesen

Zorneding [ENA] Zwei große Aufgaben kennzeichnen die Anforderungen des Energiemarktes: Verringerung der Verluste beim zielgerichteten Einsatz von Energie und die bedarfsgerechte Bereitstellung von Energie in Form von elektrischem Strom. Idealerweise würde ein technischer Lösungsansatz beide Anforderungen tangieren. Eine interessante technische Neuentwicklung erfüllt nun exakt diese Aufgabe.

Bei jeder natürlichen oder technischen Umwandlung von Energie entsteht ein „Verlust“; überwiegend in Form von thermischer Energie. Diese Umsetzungsverluste am Primärenergieeinsatz sind meist deutlich höher als der Anteil der, für das Verfahren technisch erwünschten Energieform (es sei denn, die technische Anwendung hat die Aufgabe ausschließlich thermische Energie bereitzustellen). Diese anfallende Abwärme steht also immer dann zur Verfügung, wenn Prozessabläufe im Gange sind und für diese gilt es, neben der direkten thermischen Nutzung, eine sinnvolle Verwendung zu finden.

„Power-to-Heat“ auf Deutsch bedeutet das „Strom zu Wärme“ und gemeint ist damit Wärme aus erneuerbarem Strom. Also eine Maßnahme, um eine Verwendung für den ungesteuert anliegenden Strom aus Solar- und Windkraftanlagen zu finden, welchem kein Bedarf entgegensteht. Praktisch ist es die Umsetzung von Exergie zu Anergie. Also die Transformation in eine geringwertigere Energieform. „Heat-to-Power“ beschreibt den umgekehrten Weg. Von der geringwertigeren Energieform Wärme kommend, ist dieser zwar nicht so wirksam, hat aber einen garantierten Abnehmer für den dabei generierten Strom. Eine Gemeinsamkeit der beiden Begrifflichkeiten mit „umgekehrter Verwendung“ gibt es allerdings: sie beruhen auf etwas Überschüssigem.

Wo fällt die Abwärme an? Nahezu jedes produzierende Gewerbe nutzt Querschnittstechnologien welche diese Verluste generieren. Häufig muss diese Abwärme zudem mit weiterem Energieaufwand aus den Prozessen abgeführt werden (Kühlung). Das volkswirtschaftliche Potential in Deutschland ist mit eingeschätzten, jährlichen 38 TWh thermischer Energie im verwendbaren Temperaturbereich so groß, dass selbst eine geringe Nutzbarmachung dieser Energiemengen interessant wird.

Thermo Elektrischer Generator

Dieser nutzt eine physikalische Eigenschaft, welche als Seebeck-Effekt beschrieben wird und dessen technische Umsetzung mittels Halbleiter Elementen erfolgt. Dies sind elektrische Bauelemente welche bei Anlegen einer Temperaturdifferenz einen Stromfluss generieren. Der entscheidende Vorteil zu Techniken vergleichbarer Funktion ist die Eigenschaft der direkten Wandlung ohne den Umweg über bewegliche Bauteile.

Die daraus resultierende Langlebigkeit und Wartungsfreiheit einer solchen Konstruktion prädestiniert die Technik für den Dauereinsatz. Bisher gab es keinen Anbieter für einen derartigen Generator in industriell verwertbarem Maßstab. Mit dem Markteintritt der „smartE5 GmbH“ aus Kümmersbruck in der Oberpfalz hat sich diese Lücke nun geschlossen. Für produzierende Unternehmen mit mittlerem bis hohem Abwärmepotential bietet sich damit ein interessanter Baustein um die Energieeffizienz zu steigern, die Gemeinkosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

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