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Lauritz Zendel M.Sc.

Modellierung von Carnot-Batterien mit latenten thermischen Energiespeichern

Kontakt

work +49 6151 16-25916

Work L2|06 214
Peter-Grünberg-Str. 10
64287 Darmstadt

Seit 2023 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Thermodynamik, Technische Universität Darmstadt
2022–2023 Masterthesis: „Untersuchung des Einflusses dezentraler Einspeisung auf den Betrieb von Fernwärmenetzen“
2020–2023 M.Sc. Energy Science and Engineering, Technische Universität Darmstadt
2019–2023 M.Sc. Maschinenbau – Mechanical and Process Engineering, Technische Universität Darmstadt
2016 – 2019 B.Sc. Maschinenbau – Mechanical and Process Engineering, Technische Universität Darmstadt

Teilprojekt „Modellierung von Carnot Batterien mit latenten thermischen Energiespeichern“

Durch den steigenden Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung unterliegt diese zunehmend Schwankungen. Eine Möglichkeit dem dadurch entstehenden zeitlichen Versatz zwischen Erzeugung und Verbrauch zu begegnen, besteht in der Nutzung von Energiespeichern. Neben etablierten Speichermöglichkeiten wie Pumpspeicherkraftwerken, die an geographische Gegebenheiten gebunden sind, stellen Carnot-Batterien (CB) eine ortsunabhängige Alternative zur Energiespeicherung dar.

Eine CB besteht aus den drei Hauptkomponenten Wärmepumpe, Wärmespeicher und Wärmekraftmaschine. Zum Beladen der CB wird die Wärmepumpe betrieben, die Strom als Eingangsenergie nutzt, um den Wärmespeicher zu beladen. Beim Entladen wird die Wärmekraftmaschine verwendet, die die gespeicherte Wärme wieder in Strom wandelt.

Zur Erforschung von CB hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) das Schwerpunktprogramm „Carnot-Batterien: Inverser Entwurf vom Markt bis zum Molekül“ eingerichtet.

Im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms werden CB auf drei Ebenen untersucht:

  • Bereich A: Carnot-Batterien in Energiemärkten
  • Bereich B: Entwicklung von Carnot-Batterien
  • Bereich C: Komponenten von Carnot-Batterien

Dabei wird ein inverser Entwurf genutzt, der von den marktbasierten Ansprüchen geeignete CB-Konfigurationen und von diesen die Anforderungen an die Komponenten der CB ableitet.

Das Projekt „Modellierung von Carnot Batterien mit latenten thermischen Energiespeichern“ ist in Bereich B angesiedelt. Der Fokus dieses Projekts liegt auf der Modellierung von auf Latentwärmespeichern (LTES) basierenden CB.

Eine Bearbeitung der folgenden sechs Arbeitspakete (AP) ist vorgesehen:

  • AP 1: Definition charakteristischer Betriebsszenarien
  • AP 2: Entwicklung eines vereinfachten Modells eines LTES für den inversen Entwurf
  • AP 3: Modellierung der CB mit hypothetischen Materialwerten und Parametern durch die Anwendung eines inversen Entwurfs
  • AP 4: Identifizierung optimaler CB-Konfigurationen
  • AP 5: Simulationen und Analyse der in AP 4 ausgewählten CB-Konfigurationen
  • AP 6: Exergoökonomische Analyse und Einschätzung des Technologie-Reifegrades

Weitere Informationen zum SPP sind auf der Homepage der Deutschen Forschungsgemeinschaft zu finden.