Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 05/2024 - 04/2027 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
Dieses Projekt wurde von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizont Europa“ unter der Vertragsnummer 101160642 gefördert. |
| Kooperationspartner: | Tyndall National Institute, University College Cork, Irland; Technological University Dublin, Irland; Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Deutschland; Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW), Deutschland; University of Technology of Troyes, Frankreich; F6S Network Ireland Limited, Irland |
| Webseite: | INFERNO |
| Projektfokus: |       |
INFERNO
Recycling Industrial Waste Heat Through the Application of Thermophotovoltaic and Thermoelectric: A Novel Hybrid Technology for Electricity Generation
Die Hochtemperaturindustrie ist ein energieintensiver Industriezweig, in dem Öfen kontinuierlich bei über 1000 °C betrieben werden, was zu erheblicher Abwärme führt. Bei der Glasherstellung werden bis zu 60 % der Energie verschwendet, und bei der Zementherstellung gehen 44 % als Abwärme verloren. Der Markt für Abwärmerückgewinnung, der derzeit auf 57 Mrd. € geschätzt wird und jährlich um 9 % wächst, wird bis 2028 voraussichtlich 108 Mrd. € erreichen. Auf Hochtemperaturindustrien (>1000 °C) entfallen nur 3 % dieses Marktes (3,2 Mrd. €). Trotz ihrer hohen Betriebstemperaturen bieten nachgeschaltete Prozesse unter 800 °C ein erhebliches Abwärmerückgewinnungspotenzial. Abwärme kann aus Kühlrosten, Ofenwänden und Rauchgasen zurückgewonnen werden. Der Mangel an Technologien, die mit hohen Temperaturen in flüchtigen Umgebungen umgehen können, sowie die Komplexität und die Kosten herkömmlicher Systeme wie Dampfturbinen behindern jedoch die Einführung der Wärmerückgewinnung.
Ein neues System auf Basis von Festkörpermaterialien, das bei niedrigeren Temperaturen (800 °C oder weniger) arbeitet, könnte einen größeren Marktanteil erobern. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass die Hochtemperaturindustrien offen für die Einführung solcher Systeme sind, wenn sie sich als technisch effizient, kommerziell rentabel und leicht in bestehende Produktionslinien zu integrieren erweisen.
Im Rahmen des INFERNO-Programms wird ein hybrides Festkörper-Thermophotovoltaik (TPV)- Metasurface-Kollektor (MetaS)-thermoelektrischer Generator (TEG)-System entwickelt, das Abwärme effizient zurückgewinnen und in Strom für Hochtemperatur-Prozessindustrien umwandeln kann, indem drei Pilot-Demonstratoren implementiert werden. INFERNO zielt darauf ab, die Thermoelektrik und Thermophotovoltaik voranzutreiben und ein hybrides und hochgradig modulares TPV-TEG-System in Kombination mit einem Metasurface-Kollektor zu entwickeln, das in seinem Design einzigartig ist, einfach und kostengünstig nachgerüstet und für die Stromerzeugung aus industrieller Abwärme integriert werden kann und das als erstes seiner Art in realen industriellen Umgebungen getestet und validiert wird.