SOLINDARITY - SOLAR-DRIVEN INDUSTRIAL POWER AND HEAT UPGRADED WITH HIGH-TEMPERATURE HEAT PUMPS FOR ENHANCED INTEGRATED PROCESS EFFICIENCY

Kurzfassung

Das Projekt SOLINDARITY wird die Machbarkeit eines integrierten, auf Solarenergie basierenden Energiesystem zur Bereitstellung von Strom und Prozesswärme entwickeln, demonstrieren und validieren. Dieses Energiesystem integriert Solarenergiequellen, innovative Hochtemperatur-Wärmepumpen, thermische Energiespeicher und Abwärmerückgewinnung für die Dekarbonisierung industrieller Prozesse mit Temperaturen bis zu 280°C. Zu den Solarenergieressourcen gehören flache Hochvakuum-Solarkollektoren für die Erzeugung von Warmwasser unter Druck bei einer Temperatur von bis zu 150 °C sowie Hochleistungs-Photovoltaik-Module mit Nachführsystemen und speziellen Nanobeschichtungen. Diese treiben, neben der direkten Stromerzeugung für den Prozessstrombedarf, eine neuartige, umgekehrte Brayton-Hochtemperatur-Wärmepumpe an, um die Temperatur des Arbeitsmediums (Luft) auf bis zu 440 °C zu erhöhen. Im Rahmen des Projekts werden alle wichtigen technischen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Integration der oben genannten Module in die Hauptprozessanlage angegangen. Eine ganzheitliche Steuerung auf Systemebene erreicht dank einer durch künstliche Intelligenz unterstützten Prozesssteuerung, einer Digital-Twin-Architektur und einem einfach zu bedienenden Visualisierungs-Dashboard, dass alle Anlagenressourcen zu jedem Zeitpunkt optimal verwaltet und die verfügbaren Ressourcen effizient mit dem industriellen Strom- und Wärmebedarf in Einklang gebracht werden. Das zu entwickelnde Pilotsystem wird seine Effektivität, Robustheit, Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz an drei Industriestandorten demonstrieren, welche verschiedenen Industriesektoren (Lebensmittel-, Papier- und Gummiindustrie) und Klimaregionen (Deutschland, Griechenland, Italien) angehören und Prozesswärme bei unterschiedlichen Temperaturen (195-270°C) und Arbeitsmedien (diathermisches Öl, Luft) nutzen. Des Weiteren weisen die Industriestandorte unterschiedliche Anlagenkapazitäten, betriebliche und physische Konfigurationen, räumliche Beschränkungen und verwendete Brennstoffe auf. Darüber hinaus wurden fünf Replikationsstudien (drei in Jordanien, zwei in Marokko) in Ländern des Mittelmeerraums, die über reichlich Solarressourcen verfügen, vorgesehen. Zu diesem Zweck vereint das SOLINDARITY-Konsortium 18 Partner aus sechs EU-Ländern sowie der Schweiz, Marokko und Jordanien.