Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse

In sonnenreichen Regionen liefern solarthermische Kraftwerke (Concentrated Solar Power, CSP) mit großen thermischen Speichern bedarfsgerecht Strom. Gemeinsam mit unseren Partnern forschen wir daran, Materialien, Beschichtungen, Komponenten, Kollektoren und Systeme dafür weiter zu verbessern, um die  Effizienz zu erhöhen und Herstellungskosten zu senken. So hat das Fraunhofer ISE 2020 ein Kalibrier- und Regelungssystem für Heliostatenfelder auf Basis digitaler Bildverarbeitung vorgestellt. Damit können die Zielpunkte vieler Spiegel erstmals während des laufenden Betriebs zeit- und kosteneffizient ermittelt werden. Wir optimieren auch die Qualität und Lebensdauer von Komponenten und haben z. B. neue Reflektorbeschichtungen für Sekundärspiegel in Turmkraftwerken entwickelt. 

Thermische Speicher bieten auch in industriellen Prozessen große Chancen, Prozesse effizienter und Energieflüsse flexibler zu gestalten. Neben konkreten Speicherlösungen und Energieeffizienzmaßnahmen arbeiten wir an der Einbindung solarer Prozesswärme in die Wärmeversorgung industrieller Prozesse. Hier haben  wir für eine schnelle techno-ökonomische Bewertung ein öffentlich verfügbares Online-Tool erarbeitet und in Workshops vorgestellt.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die effiziente Wandlung und Übertragung von Wärme. Wir forschen hierfür an Materialien und Komponenten. Fragen der Be- und Entfeuchtung bilden den Übergang zu den Arbeiten zur Wasseraufbereitung. Dafür haben wir im Auftrag eines chilenischen Bergbauunternehmens eine Prozesskette zur Abtrennung von Solarsalz aus Solen des Chilesalpeters im Technikumsmaßstab aufgebaut und deren kontinuierlichen Betrieb demonstriert. 

Am Fraunhofer ISE verfügen wir über profunde Kompetenzen in Materialwissenschaften, Komponentendesign, Charakterisierung und Prüfverfahren, Modellierung und Simulation sowie Anlagenregelung und Systementwicklung und können dabei auf langjährige Erfahrungen aus Projekten für Anwendungen in  solarthermischen Kraftwerken und in verschiedenen Industriezweigen zurückgreifen.

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Filmporträt Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse

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Sprache: Deutsch | Länge: 3:21 Min.

Kontakt

Peter Nitz

Contact Press / Media

Dr. Peter Nitz

Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse, Prozesswärme

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5410

Gregor Bern

Contact Press / Media

Dr. Gregor Bern

Konzentrierende Kollektoren

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5906

Joachim Koschikowski

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Dr. Joachim Koschikowski

Wasseraufbereitung und Stofftrennung

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5294

Thomas Fluri

Contact Press / Media

Dr. Thomas Fluri

Thermische Speicher für Kraftwerke und Industrie

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5994

Lena Schnabel

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Lena Schnabel

Effiziente Wärmeübertrager

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5412

Veröffentlichungen zum Geschäftsfeld Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Entwicklung von meteorologischen Datensätzen zur Verwendung in Berechnungsverfahren für die thermische Beanspruchung von Glas und Glas-PV-Modulen (BIPV) im Bauwesen - Ein Bericht aus der Forschungspraxis
Ensslen, Frank; Herzberg, Wiebke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Standard testing of absorber surface durability according to ISO 22975-3 versus measured thermal and high-humidity stress of absorber surface at extreme test sites
Kaltenbach, Thomas; Heck, Markus; Kaaya, Ismail
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Sustainable recovery of critical elements from seawater saltworks bitterns by integration of high selective sorbents and reactive precipitation and crystallisation: Developing the probe of concept with on-site produced chemicals and energy
Vallès, Victor; Fernández de Labastida, M.; López, Julio; Battaglia, Giuseppe; Winter, Daniel; Randazzo, Serena; Cipollina, Andrea; Cortina, Jose-Louis
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Detailed Thermal Evaluation of Brazed Plate Heat Exchanger Using Infrared Thermography
Will, Torsten; Schnabel, Lena; Köhler, Jürgen
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Case Study on Decarbonization Strategies for LNG Export Terminals using Heat and Power from CSP/PV Hybrid Plants
Hasni, Sabrina; Platzer, Werner
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Analysis of the discharging process of latent heat thermal energy storage units by means of normalized power parameters
König-Haagen, Andreas; Höhlein, Stephan; Lázaro, Ana; Delgado, Mónica; Diarce, Gonzalo; Groulx, Dominic; Herbinger, Florent; Patil, Ajinkya; Englmair, Gerald; Wang, Gang; Abdi, Amir; Chiu, Justin N.W.; Xu, Tianhao; Rathgeber, Christoph; Pöllinger, Simon; Gschwander, Stefan; Gamisch, Sebastian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Thermal storage: From low-to-high-temperature systems
Gamisch, Sebastian; Kick, Moritz; Klünder, Franziska; Weiss, Julius; Laurenz, Eric; Haussmann, Thomas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 When Polymorphism in Metal-Organic Frameworks Enables Water Sorption Profile Tunability for Enhancing Heat Allocation and Water Harvesting Performance
Matemb Ma Ntep, Tobie J.; Wahiduzzaman, Mohammad; Laurenz, Eric; Cornu, Ieuan; Mouchaham, Georges; Dovgaliuk, Iurii; Nandi, Shyamapada; Knop, Klaus; Jansen, Christian; Nouar, Farid; Florian, Pierre; Füldner, Gerrit; Maurin, Guillaume; Janiak, Christoph; Serre, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Development of a continuous silica treatment strategy for metal extraction processes in operating geothermal plants
Goldberg, Valentin; Winter, Daniel; Nitschke, Fabian; Held, Sebastian; Groß, Florian; Pfeiffle, Daniel; Uhde, Jörg; Morata, Diego; Koschikowski, Joachim; Kohl, Thomas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Economic Benefits of Waste Pickling Solution Valorization
Gueccia, Rosa; Bogle, David; Randazzo, Serena; Tamburini, Alessandro; Cipollina, Andrea; Winter, Daniel; Koschikowski, Joachim; Micale, Giorgio
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Recovery of Lithium Carbonate from Dilute Li-rich Brine via Homogenous and Heterogeneous Precipitation
Battaglia, Giuseppe; Berkemeyer, Leon; Cipollina, Andrea; Cortina, José Luis; Labastida, Marc Fernandez de; Rodriguez, Julio Lopez; Winter, Daniel
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Building Product Ontology: Core Ontology for Linked Building Product Data
Wagner, A.; Sprenger, W.; Maurer, C.; Kuhn, T.E.; Rüppel, U.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Spraying Fluorinated Silicon Oxide Nanoparticles on CuONPs@CF-PVDF Membrane: A Simple Method to Achieve Superhydrophobic Surfaces and High Flux in Direct Contact Membrane Distillation
Lenac, Zivka; Saldías, César; Terraza, Claudio A.; Leiva, Ángel; Koschikowski, Joachim; Winter, Daniel; Tundidor-Camba, Alain; Martin-Trasanco, Rudy
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Classification, potential role, and modeling of power-to-heat and thermal energy storage in energy systems: A review
Maruf, Md Nasimul Islam; Morales-España, Germán; Sijm, Jos; Helistö, Niina; Kiviluoma, Juha
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 An integrated approach for the HCl and metals recovery from waste pickling solutions: Pilot plant and design operations
Gueccia, R.; Winter, D.; Randazzo, S.; Cipollina, A.; Koschikowski, J.; Micale, G.D.M.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Evaluation of reflectance measurement techniques for artificially soiled solar reflectors: Experimental campaign and model assessment
Picotti, Giovanni; Simonetti, Ricardo; Schmidt, Thomas; Cholette, Michael; Heimsath, Anna; Ernst, Sebastian-Johannes; Manzolini, Giampaolo
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Selective silica removal in geothermal fluids: Implications for applications for geothermal power plant operation and mineral extraction
Spitzmüller, L.; Goldberg, V.; Held, S.; Grimmer, J.C.; Winter, D.; Genovese, M.; Koschikowski, J.; Kohl, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Improved Thermocline Initialization Through Optimized Inlet Design for Single-Tank Thermal Energy Storage Systems
Weiss, J.; Ortega-Fernández, I.; Müller, R.; Bielsa, D.; Fluri, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 The potential of raw material extraction from thermal brines - Successful milestones of the BrineMine project
Goldberg, V.; Winter, D.; Nietschke, F.; Rath, M.; Held, S.; Spitzmüller, L.; Budach, I.; Pavez, M.; Morata, D.; Koschikowski, J.; Kohl, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Comparison of RC-model and FEM-model for a PCM-plate storage including free convection
Neumann, H.; Gamisch, S.; Gschwander, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Die Bedeutung solarer Prozesswärme in Europa
Nitz, P.; Fluch, J.; Guillen, E.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Storage capacity in dependency of supercooling and cycle stability of different PCM emulsions
Gschwander, S.; Niedermaier, S.; Gamisch, S.; Kick, M.; Klünder, F.; Haussmann, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Model-Based Evaluation of Air-Side Fouling in Closed-Circuit Cooling Towers
Nienborg, B.; Mathieu, M.; Schwärzler, A.; Conzelmann, K.; Schnabel, L.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Optimization of water management plans for CSP plants through simulation of water consumption and cost of treatment based on operational data
Rohani, S.; Went, J.; Duvenhage, D.F.; Gerards, R.; Wittwer, C.; Fluri, T.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Physical models of the bidirectional reflectance of solar receiver coatings
Bitterling, Moritz; Bern, Gregor; Wilson, Helen Rose; Heimsath, Anna; Nitz, Peter
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Nexus approach to solar technology for energy and water supply for sustainable rural development in Egypt: A review
Wydra, K.; Jaskolski, M.; Wagner, L.; Mohamed, E.S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 HiPIMS and DC magnetron sputter-coated silver films for high-temperature durable reflectors
Gledhill, S.; Steyer, K.; Weiss, C.; Hildebrandt, C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Scattering and Specular Reflection of Solar Reflector Materials - Measurements and Method for Determine Solar Weighted Specular Reflectance
Heimsath, A.; Nitz, P.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 The effect of soiling on the reflectance of solar reflector materials - Model for prediction of incidence angle dependent reflectance and attenuation due to dust deposition
Heimsath, A.; Nitz, P.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Thermal stability enhancement of D-mannitol for latent heat storage applications
Neumann, H.; Burger, D.; Taftanazi, Y.; Alferez Luna, M.P.; Haussmann, T.; Hagelstein, G.; Gschwander, S.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Characterization and Assessment of a Novel Plate and Frame MD Module for Single Pass Wastewater Concentration-FEED Gap Air Gap Membrane Distillation
Schwantes, Rebecca; Seger, Jakob; Bauer, Lorenz; Winter, Daniel; Hogen, Tobias; Koschikowski, Joachim; Geißen, Sven-Uwe
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Multi-dimensional performance evaluation of heat exchanger surface enhancements
Fugmann, H.; Laurenz, E.; Schnabel, L.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Application of direct contact membrane distillation for saline dairy effluent treatment: Performance and fouling analysis
Abdelkader, S.; Gross, F.; Winter, D.; Went, J.; Koschikowski, J.; Geissen, S.U.; Bousselmi, L.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 R&D and Innovations for Photovoltaics
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2023 Transformation in der Industrie: Herausforderungen und Lösungen für erneuerbare Prozesswärme
Schüwer, Dietmar; Bauer, Thomas; Hirsch, Tobias; Nitz, Peter; Begemann, Tania; Herrig, Stefan
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Prozesswärme mit konzentrierender Solarthermie und Hochtemperatur-Wärmepumpen
Stathopoulos, Panagiothis; Krüger, Dirk; Nitz, Peter; Stieglitz, Robert
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Development of the Future Energy System and a Possible Role of Nuclear Fusion
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Nachhaltige Photovoltaik-Produktion in Europa - Jetzt die Chancen ergreifen
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2023 Compatibility Testing on a New Ceramic Filler Material for Packed Bed Thermal Energy Storage
Weiss, Julius; Müller, Ralf; Lang, Dimitrina; Schichtel, Martin; Fluri, Thomas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Analyse der Füllmengenberechnung von Plattenwärmeübertragern
Will, Torsten; Schnabel, Lena; Köhler, Jürgen
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Zyklische Wasserverdampfer für Adsorptionskälteanlagen - Herausforderungen eines vereisenden Betriebs
Volmer, Rahel; Nonnen, Thomas; Da Silva Moreira, Adrian; Füldner, Gerrit; Schnabel, Lena; Herrmann, Ralph
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 Usage of Artificial Intelligence for Prediction of CSP Plant Parameters
Kraft, Thomas
Vortrag
Presentation
2023 Vacuum Loss Detection of PTC in CSP plants via Temperature-Sensors
Kraft, Thomas
Vortrag
Presentation
2022 Herausforderungen bei der Energiewende
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2022 Herausforderung Energiewende - Was muss getan werden?
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2022 Experimental Test Setup of an Airwall to Reduce the Convective Heat Loss in Solar Thermal Cavity Receivers
Bitterling, Moritz; Bern, Gregor; Fugmann, Hannes; Cohnen, Christopher; Fluri, Tom; Sonnabend, Thomas; Karl, Martin
Vortrag
Presentation
2022 The Promise Towards Terawatt Photovoltaics
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2022 Influence of fillers on performance of molten salt thermocline storage
Weiss, Julius; Wagner, Nils; Aprea, Vincenzo; Haas, Fridolin; Fluri, Thomas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Extended Frequency Response Analysis for Loading and Temperature Dependent Heat and Mass Transfer Evaluation in Adsorbent Coatings
Laurenz, Eric; Füldner, Gerrit; Velte-Schäfer, Andreas; Schnabel, Lena
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Stacked adsorption module with aluminium composite foil: Simulation and experimental evaluation of a novel concept
Laurenz, Eric; Linke, Moritz; Velte-Schäfer, Andreas; Volmer, Rahel; Weise, Jörg; Füldner, Gerrit
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 The Role of Small-Scale CSP Plants in Future Energy Market Case Study: A Solar Tower Driven Combined GT and ORC with TES
Chandler, Nicholas; Rohani, Shahab; Fluri, Thomas
Vortrag
Presentation
2022 Warum wir eine europäische PV-Industrie brauchen und wie das gehen könnte
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2022 Research on High-Efficiency Tandem Solar Cells on Silicon at Fraunhofer ISE
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2022 Comparison of advanced parameter identification methods for linear Fresnel collectors in application to measurement data
Schöttl, Peter; Montenon, Alaric C.; Papanicolas, Costas; Perry, Stephen; Heimsath, Anna
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Total Performance Assessment Method for Industrial Process Heat Systems
Platzer, Werner
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Webinar "Gibt es das saubere Modul" - Stand der Technik
Bett, Alexander J.
Vortrag
Presentation
2022 Effect of feature size on the reflective behaviour of the MorphoColorTM concept
Callies, Adrian; Wessels, Andreas; Bett, Andreas; Bläsi, Benedikt; Höhn, Oliver
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Photovoltaic will Power the World
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2021 Enhancing the Flexibility of Electricity Generation and Heating for Kizildere II Geothermal Power Plant by Demonstrating Heat Storage Systems
Sahiller, H.A.; Halaçoglu, U.; Sengün, R.; Pekdüz, I.; Rougé, S.; Ghanatos, E.; Pouvreau, J.; Valdimarsson, P.; Gamisch, S.; Alferez Luna, M.P.; Paul, S.; Sabard, A.; Fanicchia, F.; Ediger, V.; Kirkil, G.; Baudouin, E.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Chancen für den Einsatz konzentrierender Kollektoren in Mitteleuropa
Krüger, D.; Fischer, S.; Nitz, P.; Labairu, J.I.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Deep Learning vs. Classical Modeling of Processes for Fault Detection in Industrial Heating-Cooling Systems
Garcia Rosas, K.R.; Zimmer, M.; Nebel, B.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Secondary Reflectors Tested at High Temperatures and High Radiation Intensities
Gledhill, S.; Hildebrandt, C.; Uhlig, R.; Wette, J.; Sutter, F.
Vortrag
Presentation
2021 Farbige gebäudeintegrierte solarthermische Kollektoren mit hohem Wirkungsgrad
Wessels, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Techno-Economic Optimization of Solar Tower Systems: Comparison of Different Sites in Chile
Ferreres Eceiza, M.; Schöttl, P.; Sartori, F.T.; Felbol, C.; Cerda, M.; Fluri, T.; Bern, G.
Vortrag
Presentation
2019 Separation of Latitude-Dependent and Climate-Dependent Effects of CSP Power Plant Performance
Platzer, Werner
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Aktive solare Gebäudehülle zur dezentralen Energieerzeugung in Gebäuden
Kuhn, T.
Vortrag
Presentation
2019 Experimental Assessment of Simultaneous In-Situ Heliostats Calibration Methodology HelioControl at Themis Facility
Bern, G.; Bitterling, M.; Schöttl, P.; Ferriere, A.; Volut, Y.; Heimsath, A.; Nitz, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 5 W Optical Power Link with Generic Voltage Output and Modulated Data Signal
Haid, M.; Armbruster, C.; Derix, D.; Schöner, C.; Helmers, H.
Vortrag
Presentation
2019 Measuring and Modelling the BRDF of Solar Receiver Paints
Bitterling, M.; Bern, G.; Schöttl, P.; Gledhill, S.; Wilson, H.R.; Heimsath, A.; Nitz, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Monitoring of Soiling with the AVUS Instrument - Technical and Economic Assessment
Heimsath, A.; Schmidt, T.; Rohani, S.; Haack, L.; Meyer, R.; Steinmetz, J.; Nitz, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Linear Fresnel Collector Mirrors - Measured Systematic Surface Errors and their Impact on the Focal Line
Heimsath, A.; Schöttl, P.; Bern, G.; Nitz, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Experimental performance evaluation of a laboratory-scale molten salt thermocline storage
Karl, Martin; Seubert, Bernhard; Müller, Ralf; Fluri, Thomas; Nitz, Peter
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Organic PVT - A Novel Hybrid Collector Combining Organic Photovoltaics and Polymer Absorbers
Lämmle, M.; Hernandez Gonzalez, H.; Li, C.; Meir, M.; Piekarczyk, A.; Pitta Bauermann, L.; Rekstad, J.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Compact Heat Exchanger Designs in Air-Cooled Condensers: Advantages and Drawbacks
Fugmann, H.
Vortrag
Presentation
2017 Absorber Surface Durability Standard Testing
Kaltenbach, Thomas; Heck, Markus; Weiß, Karl-Anders
Konferenzbeitrag
Conference Paper
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