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Saubere und sparsame Technologie für die Ölheizung

Das Herzstück des neuartigen Brennstoff-verdampfers – der Katalysator auf einem Metallnetz. ©Fraunhofer ISE Hat die Ölheizung doch noch Zukunft? Bei den Preisen klingt es unglaubwürdig, auch wenn der Verbrennungsprozess noch so sauber ist. Aber besonders interessant finde ich die Flexibilität bei den Brennstoffen, um zum Beispiel alternativ flüssige Bioenergie einsetzen zu können. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE entwickeln gemeinsam mit den Industriepartnern Herrmann Öl- und Gasbrenner GmbH und Co. KG, Solvis GmbH & Co. KG und Umicore AG & Co. KG einen Öldampfbrenner. Er ermöglicht erstmals, herkömmliches Heizöl in einem modernen Gasbrennwertgerät zu verbrennen, ist emissionsarm und reduziert Kosten. Der Öldampfbrenner besteht aus einem Ölverdampfer und einem Gasbrenner, wie er in modernen Gasbrennwertgeräten eingesetzt wird. Herzstück des neuen Verfahrens ist ein am Fraunhofer ISE entwickelter katalytischer Prozess, der Heizöl und andere flüssige Kohlenwasserstoffe rückstandsfrei verdampfen kann. Der gasförmige Brennstoff vermischt sich so homogen mit der Verbrennungsluft, dass er ohne Umrüstung in konventionellen Gasbrennern verbrannt werden kann. Der Ölverdampfer wird einfach zwischen Öltank und Gasheizgerät geschaltet. Durch die saubere Verbrennung reduziert das neue Verfahren Emissionen und Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Ölheizgeräten. In Kooperation mit Umicore wird dazu ein Katalysator entwickelt, der den hohen Laufzeitanforderungen von Heizungen gerecht wird. weiterlesen ›

Studie zum Nutzen Dezentraler Solarstromspeicher für zukünftiges Energiesystem

Gruenspar.de

Lithium-Ionen-Batteriemodul mit (elektronischem) Batteriemanagement. Das Fraunhofer ISE entwickelt Speichersysteme für Solarstrom, deren Lebensdauer jener von Photovoltaikanlagen angepasst ist. ©Fraunhofer ISE Das Jahr 2013 wird wohl das Jahr der Energiespeicher werden. Nach den inoffiziellen Beiträgen über die Förderung von Batteriespeichern geht es nun weiter mit einer Studie des Fraunhofer-Institutes ISE über die Chancen und Potentiale von dezentralen Batteriespeichern für Photovoltaik-Anlagen. Diese bestätigt bisherige Annahmen über die positiven Effekte von Solarstromspeichern, wie im Magazin Energie-Experten beschrieben, bei denen ich bislang skeptisch war. Eine schöne Chronologie der Entwicklung der Diskussion zur Förderung von Kurzzeit-Solarstromspeichern bietet das Solaranlagen-Portal auf seiner Seite. Netzdienliche Solarbatterien entlasten Stromnetze Dezentrale Solarstromspeicher können einen wichtigen Beitrag zur Integration von erneuerbaren Energien in das Stromnetz und zur Etablierung von intelligenten Netzen leisten. Neben der Flexibilisierung des Kraftwerksparks und dem Ausbau der Elektrizitätsnetze sind Stromspeichersysteme wichtige Bausteine für eine nachhaltige Energieversorgung. Nur so kann langfristig die Energiewende erfolgreich umgesetzt werden. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat im Auftrag des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar) den Nutzen von Photovoltaik-Batteriesystemen bei kleinen objektgebundenen Photovoltaik-Anlagen als Bestandteil des zukünftigen Energiesystems untersucht. Die Ergebnisse wurden heute in Berlin der Öffentlichkeit vorgestellt. weiterlesen ›

Wärme ist ein wichtiger Bereich im Rahmen der Energiewende

Die Gebäudesanierung trägt wesentlich zur Effizienz bei. In Freiburg wurde ein 16stöckiges Hochhaus zum Passivhaus saniert. ©Fraunhofer ISEAn einigen Stellen habe ich es schon erwähnt und darauf hingewiesen, dass man sich bei der Debatte um die Energiewende nicht nur auf den Strombereich beschränken sollte. Die öffentliche Debatte scheint sich nur auf den Strom zu konzentrieren und vernachlässigt die steigenden Heizkosten und Änderungen sind nicht in Sicht. Dabei hängen die Energiesektoren Strom und Wärme eng zusammen, bei Speichern sogar noch mehr und auch mit dem Thema Mobilität.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben erstmalig in einer Simulation auf Basis von Stundenzeitreihen ein denkbares deutsches Energiesystem untersucht, das gänzlich auf erneuerbaren Energien basiert. Das Neuartige des Modells ist einerseits die ganzheitliche Betrachtung von Strom- und Wärmesektor, einschließlich der Reduktion des Energieverbrauchs durch energetische Gebäudesanierung. Andererseits wurde eine systematische Optimierung vorgenommen, um aus der Vielzahl denkbarer Kombinationen aus Technologien und Effizienz-Maßnahmen ein volkswirtschaftliches Optimum zu ermitteln.

»Wie könnte unsere Energieversorgung 2050 aussehen und was kostet sie? Diesen Fragen sind wir in einer stundenweisen Simulation von Strom- und Wärmesektor nachgegangen«, erläutert Dr. Hans-Martin Henning die Ziele der Studie (Download der Studie). Er ist stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und Leiter des Bereichs Thermische Anlagen und Gebäudetechnik.

Mehrere Varianten wurden berechnet und stimmen in einem Punkt überein: Ein vollständig auf erneuerbaren Energien basierendes Energiesystem führt nach erfolgter Transformation zu jährlichen Gesamtkosten, die nicht höher liegen als die jährlichen Gesamtkosten unseres heutigen Energiesystems – und zwar basierend auf heutigen Energiepreisen, also ohne Einbeziehung zukünftiger Steigerungen der Preise fossiler Energieträger. Dabei wurden für neue Technologien die Kosten nach Erreichen der Marktreife und hoher Marktdurchdringung gemäß einer Analyse der Internationalen Energieagentur IEA zu Grunde gelegt. Die Sektoren Mobilität und industrielle Prozesswärme sind nicht Bestandteil der zeitaufgelösten, stündlichen Modellierung. Ihr Beitrag zum Energieverbrauch wird jedoch in der Gesamtbilanz mit berücksichtigt.

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Erzeugungskosten für Strom aus erneuerbaren Energien im Vergleich

Lernkurvenbasierte Prognose von Stromgestehungskosten erneuerbarer Energien in Deutschland bis 2030.  Quelle: Studie »Stromgestehungskosten erneuerbare Energien« (Fraunhofer ISE, Mai 2012), Grafik: ©Fraunhofer ISE

Lernkurvenbasierte Prognose von Stromgestehungskosten erneuerbarer Energien in Deutschland bis 2030. Quelle: Studie »Stromgestehungskosten erneuerbare Energien« (Fraunhofer ISE, Mai 2012), Grafik: ©Fraunhofer ISE

Die Höhe der Kosten für die in ihrer weltweiten Verbreitung stetig steigenden erneuerbaren Energien wird in der Öffentlichkeit mit viel Leidenschaft diskutiert. Oftmals werden dabei jedoch nicht alle verfügbaren Daten und Fakten in die Berechnungen einbezogen. Abhilfe verschafft hier die Studie »Stromgestehungskosten von erneuerbaren Energien« (pdf-Datei, 6.5 MB), die nun das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE aktualisiert hat.

»Im Gegensatz zu den steigenden Energiepreisen bei fossilen und nuklearen Stromquellen sinken die Stromgestehungskosten aller erneuerbaren Energien seit Jahrzehnten kontinuierlich«, sagt Prof. Dr. Eicke R. Weber, Leiter des Fraunhofer ISE. Die nun vorliegende Studie analysiert Stromgestehungskosten, die bei der Umwandlung bestimmter Energieformen aus Photovoltaik, solarthermischen Kraftwerken oder Windenergieanlagen in Strom entstehen.

In der aktualisierten Version der Studie »Stromgestehungskosten von erneuerbaren Energien« aus dem Dezember 2010 werden die aktuellen Trends in der Kostenentwicklung der vergangenen beiden Jahre aufgegriffen. Die marktüblichen Finanzierungskosten und Risikoaufschläge sind in dieser neuen Version noch detaillierter und zudem technologiespezifisch sowie länderabhängig angesetzt.

Das ermöglicht einen realistischen Vergleich sowohl von Kraftwerksstandorten als auch Technologierisiken und Kostenentwicklungen. »Die Höhe von Finanzierungskosten hat dabei einen erheblichen Einfluss auf die Stromgestehungskosten und die Wettbewerbsfähigkeit einer Technologie«, so Weber, »dies ist beim Vergleich zwischen der Studie von 2010 und der aktuellen Version zu beachten«.

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Einweihung des weltweit ersten Passiv-Hochhauses in Freiburg-Weingarten

Über sechzehn Stockwerke ragt das weltweit erste nach Passivhausstandard sanierte Hochhaus im Freiburger Stadtteil Weingarten in den Himmel. Nach eineinhalbjähriger Sanierung ziehen alte und neue Mieter in die Bugginger Straße 50 ein. Mit Unterstützung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE wurde der Primärenergiebedarf für Beheizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung, Beleuchtung und Haushaltsstrom um 40 Prozent gesenkt. Auch nach der offiziellen Einweihung am 21. April setzen die Fraunhofer-Forscher ihre wissenschaftliche Arbeit fort. Sie erfassen und analysieren über zwei Jahre den Energieverbrauch des Gebäudes im realen Betrieb. Die Ergebnisse haben, wie das gesamte Projekt, Modellcharakter und sollen zukünftig in vergleichbare energetische Sanierungsvorhaben einfließen.

Um ein eng besiedeltes Gebiet mit unterschiedlichen Häusertypen in ein klimaneutrales Quartier umzuwandeln sind energieeffiziente Gebäude, die lokale Nutzung von Solarenergie und eine energieeffiziente Gesamtversorgung auf Basis erneuerbarer Energien entscheidend. Der Freiburger Stadtteil Weingarten, ein typisches Beispiel für ein Quartier aus den sechziger Jahren, bietet ideale Voraussetzungen ein solches zukunftsweisendes Konzept zu entwickeln und umzusetzen. Gemeinsam haben sich die Freiburger Stadtbau GmbH, die badenova WÄRMEPLUS und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zum Ziel gesetzt, den Primärenergiebedarf des Stadtteils bis zum Jahr 2020 um 50 Prozent zu reduzieren. weiterlesen ›

Elektrische Wärmepumpen bestehen langjährige Feldtests

Die Effektivität von Wärmepumpen in der Praxis ist immer wieder umstritten. Sie sind aber eine ernst zunehmende Alternative zu Öl und Gas, die immer häufiger eingesetzt wird, besonders in Einfamilienhäusern.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben die Endergebnisse zweier Feldtests zur Wärmeversorgung von Einfamilienhäusern durch elektrische Wärmepumpen vorgelegt. Ihr Fazit: Sorgfältig geplante Systeme können ökonomische und ökologische Vorteile gegenüber Anlagen mit fossilen Brennstoffen haben. Besonders effizient sind Erdreich-Wärmepumpen. In einem soeben gestarteten neuen Projekt mit 100 Systemen erleben Interessierte eine neue Form der Kommunikation von Messergebnissen: Sie können online unter http://wp-monitor.ise.fraunhofer.de direkt auf Messdaten ausgewählter Häuser zugreifen.

Ergebnisse der Wärmepumpen-Feldtests
»Elektrische Wärmepumpensysteme gewinnen immer größere Marktanteile bei Heizung und Warmwasser, mittlerweile sind es 380 000 installierte Anlagen in Deutschland«, so Marek Miara, Teamleiter »Wärmepumpen« am Fraunhofer ISE. »Als unabhängiges Forschungsinstitut ermitteln wir die Effizienz von Wärmepumpenanlagen und evaluieren die Ergebnisse durch eine ausführliche Analyse der Systeme.« Im Projekt »WP-Effizienz«, dessen Endbericht gerade fertig gestellt wurde, untersuchten die Wissenschaftler Wärmepumpen in Neubauten. Bei dem Projekt »WP im Gebäudebestand« waren die Anlagen überwiegend in unsanierten Häusern installiert. weiterlesen ›