© Fraunhofer ISE

Solarthermische Verfahren für den Umbau unserer Energiesysteme#

Wir arbeiten an ressourcenschonenden Prozessen zur Salzgewinnung in Südamerika.

Thermische Speicher für effiziente Prozesse und flexible Energieflüsse#

Flexibel einsetzbarer Teststand zur Charakterisierung und Untersuchung von Eintank-Speicherkonzepten auf Salzschmelzebasis für Temperaturen bis 550°C.

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

Contact Press / Media

Gregor Bern

Konzentrierende Kollektoren

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5906

Joachim Koschikowski

Contact Press / Media

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

Wissenschaftliche Veröffentlichungen zum Geschäftsfeld Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse#

 

Zeitschriften und Buchbeiträge#

YearTitle/AuthorDocument Type
2021The 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.
Journal Article
2021Storage capacity in dependency of supercooling and cycle stability of different PCM emulsions
Gschwander, S.; Niedermaier, S.; Gamisch, S.; Kick, M.; Klünder, F.; Haussmann, T.
Journal Article
2020Optimization of Solar Tower Molten Salt Cavity Receivers for Maximum Yield based on Annual Performance Assessment
Schöttl, P.; Bern, G.; Rooyen, D.W. van; Fernández Pretel, J.; Fluri, T.; Nitz, P.
Journal Article
2020Physical models of the bidirectional reflectance of solar receiver coatings
Bitterling, M.; Bern, G.; Wilson, H.R.; Heimsath, A.; Nitz, P.
Journal Article
2019Application 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.
Journal Article
2019Characterization 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
Journal Article
2019The 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.
Journal Article
2019Heat Transfer and Pressure Drop Correlations for Laminar Flow in an In-line and Staggered Array of Circular Cylinders
Fugmann, H.; Schnabel, L.; Frohnapfel, B.
Journal Article
2019HiPIMS and DC magnetron sputter-coated silver films for high-temperature durable reflectors
Gledhill, S.; Steyer, K.; Weiss, C.; Hildebrandt, C.
Journal Article
2019Multi-dimensional performance evaluation of heat exchanger surface enhancements
Fugmann, H.; Laurenz, E.; Schnabel, L.
Journal Article
2019Nexus 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.
Journal Article
2019Parallel in-situ Measurement of Heliostat Aim Points in Central Receiver Systems by Image Processing Methods
Bern, G.; Schöttl, P.; Rooyen, D.W. van; Heimsath, A.; Nitz, P.
Journal Article
2019Scattering and Specular Reflection of Solar Reflector Materials - Measurements and Method for Determine Solar Weighted Specular Reflectance
Heimsath, A.; Nitz, P.
Journal Article
2019Thermal 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.
Journal Article
2018Categorization of weathering stresses for photovoltaic modules
Köhl, M.; Heck, M.; Wiesmeier, S.
Journal Article
2018Confidence interval computation method for dynamic performance evaluations of solar thermal collectors
Zirkel-Hofer, A.; Perry, S.; Kramer, K.; Heimsath, A.; Scholl, S.; Platzer, W.
Journal Article
2018Cycling stability of D-mannitol when used as phase change material for thermal storage applications
Neumann, H.; Niedermaier, S.; Gschwander, S.; Schossig, P.
Journal Article
2018Detailed Yield Analysis and Optimisation of BIPV Systems by Simulation
Eisenlohr, J.
Journal Article
2018Development of highly efficient, glazed PVT collectors with overheating protection to increase reliability and enhance energy yields
Lämmle, M.; Hermann, M.; Kramer, K.; Panzer, C.; Piekarczyk, A.; Thoma, C.; Fahr, S.
Journal Article
2018Efficient modeling of variable solar flux distribution on solar tower receivers by interpolation of few discrete representations
Schöttl, P.; Bern, G.; Rooyen, D. van; Flesch, J.; Fluri, T.; Nitz, P.
Journal Article
2018Life Cycle Assessment of Thermal Energy Storage Materials and Components
Nienborg, B.; Gschwander, S.; Munz, G.; Fröhlich, D.; Helling, T.; Horn, R.; Weinläder, H.; Klinker, F.; Schossig, P.
Journal Article
2018Sektorenkopplung und Systemintegration. The Next Big Thing für die Energiewende
Georg, R.; Henning, H.-M.
Journal Article
2018Techno-economic comparison of membrane distillation and MVC in a zero liquid discharge application
Schwantes, R.; Chavan, K.; Winter, D.; Felsmann, C.; Pfafferott, J.
Journal Article
This publication list has been generated from the publication database Fraunhofer-Publica.

 

Vorträge und Konferenzbeiträge#

YearTitle/AuthorDocument Type
2021Farbige gebäudeintegrierte solarthermische Kollektoren mit hohem Wirkungsgrad
Wessels, A.
Conference Paper
20195 W Optical Power Link with Generic Voltage Output and Modulated Data Signal: Presentation held at 1st Optical Wireless and Fiber Power Transmission Conference 2019, Yokohama, Japan, 23.04.2019-25.04.2019
Haid, M.; Armbruster, C.; Derix, D.; Schöner, C.; Helmers, H.
Presentation
2019Experimental 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.
Conference Paper
2019Linear Fresnel Collector Mirrors - Measured Systematic Surface Errors and their Impact on the Focal Line
Heimsath, A.; Schöttl, P.; Bern, G.; Nitz, P.
Conference Paper
2019Measuring and Modelling the BRDF of Solar Receiver Paints
Bitterling, M.; Bern, G.; Schöttl, P.; Gledhill, S.; Wilson, H.R.; Heimsath, A.; Nitz, P.
Conference Paper
2019Monitoring of Soiling with the AVUS Instrument - Technical and Economic Assessment
Heimsath, A.; Schmidt, T.; Rohani, S.; Haack, L.; Meyer, R.; Steinmetz, J.; Nitz, P.
Conference Paper
2019Optimized Mirror Cleaning Strategies in PTC Plants Reducing the Water Consumption and the Levelized Cost of cleaning
Rohani, S.; Abdelnabi, N.; Fluri, T.; Heimsath, A.; Wittwer, C.; Pérez Ainsua, J.C.
Conference Paper
2019Performance Assessment of a Secondary Concentrator for Solar Tower External Receivers
Schöttl, P.; Zoschke, T.; Frantz, C.; Gilon, Y.; Heimsath, A.; Fluri, T.
Conference Paper
2019Solar Field Heliostat Selection Based on Polygon Optimization and Boundaries
Schöttl, P.; Rohani, S.; Leonardi, E.; Pisani, L.; Les, I.; Mutuberria, A.; Nitz, P.
Conference Paper
2019Techno-Economic Assessment of New Material Developments in Central Receiver Solar Power Plants
Zoschke, T.; Frantz, C.; Schöttl, P.; Fluri, T.; Uhlig, R.
Conference Paper
2019Validation of Thermocline Storage Model with Experimental Data of a Laboratory-Scale Molten Salt Test Facility
Zoschke, T.; Karl, M.; Fluri, T.; Müller, R.
Conference Paper
2018Der Beitrag der Solarthermie für die Wärmewende - Aktuelle Studien: Vortrag gehalten auf den Berliner Energietagen, Berlin, Germany, 07.05.2018-09.05.2018
Henning, H.-M.
Presentation
2018Compact Heat Exchanger Designs in Air-Cooled Condensers: Advantages and Drawbacks: Presentation held at Reduction of Water Consumption in CSP Plants - 2nd International Conference hosted by the Horizon 2020 project MinWaterCSP, Stellenbosch, South Africa, 7-8 November 2018
Fugmann, H.
Presentation
2018In Situ Characterization of Thermal Collectors in Field Installations
Fahr, S.; Gumbel, U.; Zirkel-Hofer, A.; Kramer, K.
Conference Paper
2018Kostenreduzierung von solarthermischen Systemen durch kombinierte technisch-wirtschaftliche Optimierung - Projekt TEWIsol
Kramer, W.; Oliva, A.; Diels, F.; Tönnes, C.
Conference Paper
2018Künstliche Intelligenz für die kostengünstige und energetisch optimierte Regelung von Heizungsanlagen: Vortrag gehalten bei GET Nord, Hamburg, Germany, 23.11.2018
Kramer, W.
Presentation
2018Künstliche Intelligenz für die Regelung solarthermischer Heizungsanlagen
Kramer, W.; Bitterling, M.
Conference Paper
2018Organic 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.
Conference Paper
2018Quellenseitig in Wärmepumpen-Heizsystem integrierte PVT-Kollektoren - Experimentelle Messungen am Einzelmodul und am Gesamtsystem
Schmidt, C.; Schäfer, A.; Thoma, C.; Rajkiran Jayachandran, E.; Lämmle, M.; Geimer, K.; Kramer, K.
Conference Paper
2018Solarthermie in der Städtischen Energieversorgung - Energiewirtschaftliche Analyse und Quartier Freiburg-Gutleutmatten: Vortrag gehalten bei den Berliner Energietagen, Berlin, Germany, 06.05.2018-08.05.2018
Herkel, S.
Presentation
2018Techno-Economic Evaluation and Optimization of CSP Plants with ColSimCSP: Presentation held at 1st Reduction of Water Consumption in CSP Plants - New Approaches in Mirror Cleaning, Cooling & Simulations, Marrakech, Morocco, 23.04.2018
Rohani, S.; Fluri, T.; Zoschke, T.
Presentation
2018Wire Structure Heat Exchangers: Compact Designs for Efficient Heat Transport: Presentation held at Reduced Water Consumption in CSP Plants - International Conference by MinWaterCSP, Marrakech, Morocco, 24-25 April 2018
Fugmann, H.; Zapke, A.
Presentation
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