Industrielle Eisspeicher als Energiespeicher in Kombination mit Photovoltaik

Der Schlüssel zur Energieeinsparung in Form von Energiespeicher und Photovoltaik

Einleitung

Die Energiewende und der Ausbau erneuerbarer Energien sind Themen, die in der Industrie besonders relevant sind. Eine innovative Methode, um Energie zu sparen und gleichzeitig auf erneuerbare Energiequellen umzusteigen, ist die Nutzung von Eisspeichern in Kombination mit Photovoltaik. Diese fortschrittliche Technologie wird bereits in vielen Industriezweigen eingesetzt und bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine höhere Effizienz und bessere Kontrolle über den Energieverbrauch.

Photovoltaik-Anlagen haben den Nachteil, dass ihre Stromproduktion nicht direkt an den Bedarf angepasst ist. Dadurch wird oft zu Spitzenzeiten zu wenig und zu Schwachzeiten zu viel Strom produziert. Deshalb muss überschüssiger Strom tagsüber zu niedrigen Vergütungspreisen ins Netz eingespeist werden, wenn keine geeigneten Maßnahmen ergriffen werden. Umgekehrt muss nachts Netzstrom eingekauft werden, wenn die Photovoltaik-Anlagen wenig oder keinen Strom produzieren. Dies kann sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaik-Anlage auswirken.

Darüber hinaus belasten Photovoltaik-Anlagen das Stromnetz zunehmend durch die Einspeisung. Eisspeicher bieten eine gute Möglichkeit, diesen Herausforderungen entgegenzuwirken. Batteriespeicher sind die bekannteste Lösung, aber ihre Herstellung verursacht nach wie vor hohe Kosten und eine erhebliche Umweltbelastung.

Durch die Einführung von industriellen Eisspeichern können Unternehmen nicht nur ihre Kosten senken, sondern auch einen wichtigen Schritt zur Umsetzung der Energiewende und zur Verringerung ihres ökologischen Fußabdrucks unternehmen.

 

Erklärung der Einzelkomponenten Eisspeicher und Photovoltaik

Was sind industrielle Eisspeicher? Wieviel latente Energie kann in Eis gespeichert werden?

Industrielle Eisspeicher sind eine Art von Energiespeicher, der in der Industrie eingesetzt wird, um überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Sie funktionieren nach dem Prinzip der Latentwärmespeicherung, bei der Energie in Form von Erstarrung von Eises gespeichert wird und durch Schmelze von Eis wieder abgegeben wird.

Die Verdampferplatten sind entscheidend für eine erfolgreiche Eisproduktion. Sie werden aufrecht in einen Wassertank gestellt, der entweder rechteckig oder rund sein kann. Durch eine Verdampfungstemperatur zwischen -4 und -10 °C wird das Eis gebildet, das an den Platten haften bleibt und somit eine statische Eisbank bildet. Um ein gleichmäßiges Auftauen zu gewährleisten, ist auf dem Boden des Tanks ein Verteilungssystem für das wärmere Rücklaufwasser installiert. Zusätzlich sorgt ein automatisches Verteilersystem für die Luftumwälzung für eine perfekte Wärmeübertragung, die die Temperaturen des Eiswassers niedrig hält und eine intensive Verwirbelung erzeugt. Dies geschieht nur bei Bedarf und gewährleistet eine optimale Eisproduktion.

Ein Maximum an Kühlleistung bei niedrigsten Eiswassertemperaturen wird gewährleistet durch eine nahezu konstante Eisoberfläche bis zum Ende der Kühlphase.

Die Kälteanlage basiert dabei auf einem konventionellen Booster-Konzept mit Wärmenutzung. In der Regel wird ein Eisspeicher mit separatem Verdampfer verwendet. Der Eisspeicher ist über einen Wasser-Glykol-Zwischenkreis mit dem Kältemittelkreislauf verbunden. Im Falle eines Leistungsüberschusses der Photovoltaik-Anlage wird neben der regulären Kältelast auch der Eisspeicher gekühlt, was als Ladevorgang bezeichnet wird. Dabei werden Kältemittelanteile vor dem Mitteldrucksammler entnommen und in den Verdampfer des Eisspeichers expandiert. Der Zwischenkreis mit Wasser-Glykol-Gemisch sowie letztendlich der Eisspeicher selbst werden dabei gekühlt. Zusätzliche Verdichter liefern die Ladeenergie. Somit kann der Eisspeicher auch bei Volllast des Systems geladen werden.

Wenn die Photovoltaik-Anlage weniger Strom produziert als benötigt, wird der Eisspeicher entladen, um die Kälteanlage zu unterstützen. Dadurch kann die Kälteanlage effizienter betrieben werden und weniger Netzstrom für die gleiche Kältelast verbrauchen. Der während des Tages gespeicherte Strom der Photovoltaik-Anlage wird zu Spitzenzeiten und während der Nacht wieder abgerufen, um den Bedarf der Photovoltaik-Produktion anzupassen.

Bei jedem Projekt ist es allerdings sinnvoll, eine Kostenrechnung und eine Lebenszyklusanalyse zwischen Eisspeicher und Batteriespeicher durchzuführen, da Eisspeicher immer noch günstiger sind als Lithium-Ionen-Akkus mit der gleichen Speicherkapazität. Die Herstellung von Eisspeichern verursacht eine geringere Umweltbelastung und deutlich geringere Treibhausgasemissionen als die Produktion neuer Batterien. Die Speicherkapazität von Batterien nimmt im Laufe ihrer Lebensdauer stetig ab. Es ist jedoch zu beachten, dass sowohl für Eisspeicher als auch für Batterien eine Lebensdauer von 15 Jahren angenommen wird, was der Lebensdauer der Kälteanlage entspricht. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Second-Life-Batterien in dieser Zeit mehrmals ausgetauscht werden müssen, während ein Eisspeicher oft weit über 15 Jahre lang betrieben werden kann.

Vorteile von industriellen Eisspeichern

Lohnt sich der Betrieb mit einem Eisspeicher als Energiespeicher?

Ein Eisspeicher bietet zahlreiche Vorteile für Unternehmen, die hohe Kühlleistungen bei Spitzenlasten benötigen. Denn durch den Einsatz eines Eisspeichers können kleinere Kältemaschinen eingesetzt werden, die für den durchschnittlichen Bedarf ausgelegt sind. Das Ergebnis: Eine höhere Kühlleistung zu niedrigeren Kosten. Denn der Eisspeicher ermöglicht die Nutzung günstiger Stromtarife, die bis zu der Hälfte des normalen Strompreises betragen können. Zusätzlich kann auch der Grundpreis für Strom gesenkt werden, da die maximalen Stromspitzen begrenzt werden. Diese Kosteneffizienz kann für Unternehmen entscheidend sein, die ihre Energiekosten senken wollen, ohne auf eine hohe Kühlleistung verzichten zu müssen.

Eisspeicher sind ein vielversprechendes Mittel zur Energieeffizienzsteigerung. Aufgrund ihrer hohen Effizienz minimieren sie die Energieverluste, die bei der Speicherung von Energie in anderen Systemen wie Batterien auftreten können. Darüber hinaus können sie schnell Energie bereitstellen, was insbesondere in der Industrie von großer Bedeutung ist. Eisspeicher sind besonders langlebig und benötigen nur wenig Wartung. Ein weiterer Vorteil ist, dass sie unabhängig von der Außentemperatur arbeiten, wodurch sie in kalten Regionen eingesetzt werden können. Durch die Verwendung von Eisspeichern können die Energiekosten um bis zu 40 Prozent reduziert werden, was zur Energieeinsparung und Kosteneffizienz beiträgt.

Photovoltaik: Was ist das?

Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Dabei werden Solarzellen genutzt, die aus Halbleitermaterialien bestehen und das Sonnenlicht wirtschaftlich in Strom umwandeln. Photovoltaik ist als Solaranlage eine nachhaltige Energiequelle, da sie keine schädlichen Emissionen verursacht und unerschöpflich ist.

Vorteile von Photovoltaik

Lohnt sich eine Photovoltaikanlage als Speicher?

Photovoltaik ist eine ressourcenschonende und umweltfreundliche Energiequelle, die viele Vorteile bietet. Eine der wichtigsten Eigenschaften ist ihre Nachhaltigkeit, da sie keinen CO2-Ausstoß verursacht. Durch den Einsatz von Photovoltaik kann man unabhängig von fossilen Brennstoffen werden und somit preisstabiler Energie nutzen. Ein weiterer Vorteil ist die enorme Flexibilität der Technologie - sie kann an jedem Ort mit Sonnenlicht eingesetzt werden. Das Beste daran ist, dass die Betriebskosten sehr niedrig sind, was die Nutzung von Photovoltaik noch attraktiver macht. Wenn Sie auf der Suche nach einer kosteneffizienten und umweltfreundlichen Energiequelle sind, dann ist Photovoltaik eine hervorragende Lösung.

Kombination von industriellen Eisspeichern und einer Photovoltaik-Anlage

Wie funktioniert die Kombination von industriellen Eisspeichern mit Photovoltaik? Energiespeicher und Photovoltaikanlagen – Wegbereiter der Energiewende?

Die Kombination von industriellen Eisspeichern mit Photovoltaik bietet eine effektive Lösung, um erneuerbare Energien in der Industrie zu nutzen und Energie zu sparen. Die direkte Einspeisung des Stroms aus den Photovoltaikanlagen in die Eisspeicher trägt zur nachhaltigen Bedarfsdeckung bei. Besonders in Sonnenstunden wird das Stromangebot der Photovoltaikanlagen genutzt, um das Eis innerhalb des Edelstahltankes zu bilden und so den Energiebedarf weiter zu reduzieren. Die Kombination von industriellen Eisspeichern mit Photovoltaik ist ein beispielhaftes Modell für die effektive und nachhaltige Nutzung von Energie in der Industrie.

Inmitten der fortschreitenden Technologie kann man mit Sicherheit behaupten, dass wir uns auf dem Weg zur Energieeffizienz bewegen. Photovoltaikanlagen gehören zweifellos zu den Leitern dieser Bewegung. Ihr größter Vorteil ist die direkte Stromlieferung, die den Verlust des Stroms während des Transports eliminieren kann. Eine weitere innovative Nutzung ist die Speicherung von Energie, die nachts zur Aufrechterhaltung der Produktion genutzt werden kann. Diese Energie wird in den Eisspeichern gespeichert und wenn nötig eingesetzt, um Prozesse, Gebäude oder Maschinen zu kühlen. Die Integration von Photovoltaikanlagen und Eisspeichern in ein System erhöht nicht nur die Energieeffizienz, sondern reduziert auch die Abhängigkeit von der normalen Stromversorgung.

Welche Vorteile hat die Kombination von industriellen Eisspeichern mit Photovoltaik?

Photovoltaik ist eine Möglichkeit, erneuerbare Energie zu erzeugen, indem Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird. Wenn Photovoltaik mit industriellen Eisspeichern kombiniert wird, ergeben sich folgende Vorteile:

• Reduzierung von Energiekosten: Eine Photovoltaikanlage erzeugt in der Regel mehr Energie, als in der unmittelbaren Umgebung benötigt wird. Durch die Kombination mit effizienten Eisspeichern als Speicher kann diese überschüssige Energie gespeichert und später genutzt werden, um die Energiekosten zu senken.

• Erhöhung der Energieeffizienz: Industrielle und wirtschaftliche Eisspeicher können Energie sehr effektiv speichern und später abgeben. Wenn sie mit Photovoltaikanlagen kombiniert werden, kann die gesamte Energieerzeugung und -nutzung effizienter gestaltet werden.

• Nachhaltigkeit: Die Kombination von erneuerbarer Energie aus Photovoltaik und der Speicherung von Energie in Eisspeichern ist eine nachhaltige Lösung als Energiespeicher für die Industrie. Es trägt zur Reduzierung der CO2-Emissionen und damit zum Umweltschutz bei. Zudem kann die Nutzung von Eisspeichern und Photovoltaik-Anlagen dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren und somit langfristig die Versorgungssicherheit wirtschaftlich zu erhöhen.

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