Projekt SOLARX: Wärme, Strom und Wasserstoff aus Sonnenenergie

Das Horizon Europe Projekt »Dispatchable concentrated Solar-to-X energy solution for high penetration of renewable energy (SOLARX)« ist am 1. November 2022 gestartet. Hauptziel des dreijährigen Projekts mit einem Gesamtbudget von 3 Millionen Euro ist es, im Labormaßstab die technische, wirtschaftliche und soziale Relevanz der effizienten synergetischen Erzeugung von Wärme, Strom und Wasserstoff aus Sonnenenergie in einer einzigen Anlage zu demonstrieren. Das Konsortium besteht aus Unternehmen, Technologiezentren, Industriepartnern und Universitäten: HyGear (Niederlande), Acciona Industrial (Spanien), EMD International (Dänemark), Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Deutschland), Danmarks Tekniske Universitet (Dänemark), Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes de la Université de Sherbrooke (CNRS, Frankreich/Kanada) und accelopment Schweiz AG (Schweiz).

© SOLARX
Kickoff Meeting des Projekts an der Universität von Lleida in Spanien am 7./8. November 2022.

»SOLARX befasst sich nicht nur mit den Herausforderungen in Bezug auf die Eigenschaften der Solarressourcen und den technologischen Herausforderungen, sondern erforscht auch Wege zur Steuerung des gesamten Innovationsprozesses entlang der gesamten Wertschöpfungskette, unter Einbeziehung von Erkenntnissen aus den Sozial- und Geisteswissenschaften«, so Prof. Jérôme Barrau von der Universität Lleida, der Koordinator des Projekts.

Das Projekt ist einer von 11 Vorschlägen, die von der Europäischen Union ausgewählt wurden, um die nächste Generation von Technologien für erneuerbare Energien zu definieren, die einen schnelleren Übergang zu einer EU-Wirtschaft ohne Treibhausgasemissionen bis 2050 ermöglichen.

Hauptziele des SOLARX-Projekts

In einem Szenario, in dem der Anteil der fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen ständig wächst, sind die derzeitigen Energieinfrastrukturen ineffizient, und die Integration dieser Erzeugungsformen ist schwierig. Eine an den lokalen Bedarf angepasste Erzeugung von kohlenstoffneutraler und hocheffizienter Energie wäre daher ein Durchbruch. SOLARX integriert drei hochkonzentrierte Solartechnologien (Elektrizität, thermische Energie zur Speicherung und/oder für die Industrie und grünen Wasserstoff oder Syngas) und ein intelligentes Ressourcenmanagement auf der Grundlage künstlicher Intelligenz, um verschiedene Energievektoren zu erzeugen. Dies geschieht entweder direkt mit hohem Wirkungsgrad oder über Speicherstufen zur Maximierung der Dienstleistungen für die Verteilungsnetze und/oder der Einnahmen.

Im Rahmen des Projekts werden drei technologische Schlüsselelemente entwickelt: ein intelligenter Algorithmus für das Management von Solarressourcen für den Bedarf an sofortiger Energie, ein hocheffizienter Konzentrations-Photovoltaik-Receiver (CPV) und ein kohlenstoffnegativer Wasserstoff-Receiver, der direkt durch konzentrierte Solarenergie, aber auch elektrisch (z.B. durch überschüssigen PV-Strom aus dem Netz) betrieben werden kann.

Innerhalb von SOLARX ist das Fraunhofer ISE für das Arbeitspaket »Solar management and control strategies« verantwortlich. Sein Hauptziel ist die Bereitstellung eines intelligenten Solarressourcen-Managementsystems, um Erzeugung und Energiebedarf aufeinander abzustimmen. Die Gruppe wird ein parametrisiertes optisches Modell des Heliostatenfeldes, der konzentrierende Solarthermie (CST)-, CPV- und Wasserstoff -Receiver entwickeln, ein für SOLARX geeignetes DNI-Now-Casting-System einrichten und adaptive Zielstrategien für die Flussverteilung auf den drei Receivern definieren. Es wird ein Heliostat-Feldsteuerungssystem mit geschlossenem Regelkreis entwickeln und im Labor demonstrieren, ein vereinfachtes Black-Box-Modell für den optischen Ertrag als Input für die techno-ökonomische Analyse ableiten und parametrisierte thermische, elektrische und solarchemische Modelle für die CST-, CPV- bzw. Wasserstoff -Receiver ausarbeiten.

SOLARX wird von der Europäischen Union finanziert (Grant Nummer 101084158) und vom Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) unterstützt. Die geäußerten Ansichten und Meinungen sind jedoch ausschließlich die des Autors/der Autoren und spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Union oder der Europäischen Agentur für Klima, Infrastruktur und Umwelt (CINEA) wider. Weder die Europäische Union noch die Bewilligungsbehörde können für sie verantwortlich gemacht werden.

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