Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Im Projekt SunStore werden neuartige, auf Phasenwechselmaterial (PCM) basierte Pufferspeicher für Wärmepumpensysteme in vier Pilotanlagen eingebaut, getestet und evaluiert. Das PCM wird in modifizierten high-density Polyethylen (HDPE), blasgeformten Kapseln als Schüttgut in die Pufferspeicher gefüllt. Im Projekt sollen insbesondere die Vorteile von PCM-Speichern im Bezug auf das Erreichen eines hohen Eigenverbrauchs von PV-Strom in Kombination mit Wärmepumpen untersucht werden, was die Wirtschaftlichkeit der PV-Installation verbessern und ebenfalls einen netzdienlichen Betrieb ermöglichen kann. An den vier Pilotanlagen mit unterschiedlichen Randbedingungen, unter anderem Neubau und Sanierung, Kombination mit Batteriespeicher und Nachrüstung von PCM in bestehenden Pufferspeichern werden umfangreiche Erfahrungen zum Einsatz von PCM im realen Betrieb über drei Heizperioden ausgewertet und der Anlagenbetrieb optimiert. Dies kann die Marktverbreitung der PCM Speicher und von Systemlösungen beschleunigen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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In the SunStore project, innovative buffer storage tanks based on phase change material (PCM) for heat pump systems are being installed, tested and evaluated in four pilot systems. The PCM is filled in modified high-density polyethylene (HDPE), blow-molded capsules as bulk material in the buffer storage tanks. In particular, the project aims to investigate the advantages of PCM storage systems in terms of achieving high self-consumption of PV electricity in combination with heat pumps, which can improve the cost-effectiveness of the PV installation and also enable grid-friendly operation. The four pilot systems with different boundary conditions, including new construction and refurbishment, combination with battery storage and retrofitting of PCM in existing buffer storage tanks, will be used to evaluate extensive experience with the use of PCM in real operation over three heating periods and optimize system operation. This can accelerate the market penetration of PCM storage tanks and system solutions.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Dans le cadre du projet SunStore, de nouveaux réservoirs tampons basés sur un matériau à changement de phase (PCM) sont installés, testés et évalués dans quatre installations pilotes pour des systèmes de pompes à chaleur. Le PCM est versé en vrac dans des capsules en polyéthylène haute densité (PEHD) modifié, moulées par soufflage, dans les réservoirs tampons. Le projet vise en particulier à étudier les avantages du stockage PCM en ce qui concerne l'obtention d'une autoconsommation élevée d'électricité photovoltaïque en combinaison avec des pompes à chaleur, ce qui peut améliorer la rentabilité de l'installation photovoltaïque et permettre également un fonctionnement adapté au réseau. Sur les quatre installations pilotes avec des conditions marginales différentes, notamment la construction neuve et la rénovation, la combinaison avec un stockage par batterie et l'ajout de PCM dans les réservoirs tampons existants, de nombreuses expériences sur l'utilisation de PCM en fonctionnement réel sur trois périodes de chauffage seront évaluées et le fonctionnement de l'installation sera optimisé. Cela peut accélérer la diffusion sur le marché des accumulateurs PCM et des solutions système.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Im Projekt SunStore wird in einem Pilotprojekt ein neues, auf Phasenwechselmaterialien (PCM) basiertes Wärmespeicherkonzept für Pufferspeicher in Wärmepumpensystemen unter realen Bedingungen in einem Einfamilienhaus eingebaut, getestet und evaluiert. Das PCM wird in modifizierten high-density Polyethylen (HDPE), blasgeformten Kapseln als Schüttgut in den Pufferspeicher gefüllt. Im Projekt sollen insbesondere die Vorteile von PCM-Speichern in Bezug auf das Erreichen eines hohen Eigenverbrauchs von PV-Strom in Kombination mit Wärmepumpen untersucht werden, was die Wirtschaftlichkeit der PV-Installation verbessern, die Nutzung von Heizstäben verhindert, und ebenfalls einen netzdienlichen Betrieb ermöglichen kann. An der Pilotanlage mit Luft/Wasser Wärmepumpe und einer Nachrüstung von PCM in den bestehenden Pufferspeicher sollen umfangreiche Erfahrungen zum Einsatz von PCM im realen Betrieb über drei Heizperioden ausgewertet und der Anlagenbetrieb optimiert werden. Das Projekt startete im Herbst 2021 und es konnte bereits eine erste Heizperiode mit konventionellem Wasserpufferspeicher als Referenz aufgezeichnet werden. Im September 2022 wurde der Pufferspeicher mit den PCM-Kapseln befüllt, welcher nun für die erste Heizperiode getestet wurde. Erste Ergebnisse zeigen eine deutliche Steigerung des PV-Eigenverbrauchs und der Heizautarkie, wodurch auch deutlich an Energiekosten gespart werden konnte. In der nächsten Heizperiode werden neue Kapseln mit einer verbesserten PCM Rezeptur und leicht angepasster Kapselgeometrie getestet. Diese Kapseln sollen nun für zwei weitere Heizperioden vermessen werden.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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In the SunStore project, a new phase change material (PCM)-based heat storage concept for buffer storage in heat pump systems is being installed, tested and evaluated under real conditions in a single-family house in a pilot project. The PCM is filled in modified high-density polyethylene (HDPE), blow-molded capsules as bulk material into the buffer storage. In particular, the project will investigate the advantages of PCM storage in terms of achieving high self-consumption of PV electricity in combination with heat pumps, which can improve the economics of PV installation, prevent the use of heating rods, and also enable grid-serving operation. Extensive experience on the use of PCM in real operation over three heating periods will be evaluated and system operation optimized at the pilot system with air-to-water heat pump and a retrofit of PCM in the existing buffer tank. The project started in autumn 2021 and it was already possible to record a first heating period with conventional water buffer storage as a reference. In September 2022, the thermal storage tank was filled with PCM capsules, which have now been tested for the first heating season. Initial results show a significant increase in PV self-consumption and heating self-sufficiency, resulting in substantial energy cost savings. During the next heating season, new capsules with an improved PCM formulation and slightly adjusted capsule geometry will be tested. These capsules will now be measured for two additional heating seasons.
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Dans le projet SunStore, un nouveau concept de stockage de chaleur basé sur des matériaux à changement de phase (PCM) pour les réservoirs tampons des systèmes de pompes à chaleur est installé, testé et évalué dans des conditions réelles dans une maison individuelle. Le PCM est placé en vrac dans des capsules en polyéthylène haute densité (PEHD) modifié, moulées par soufflage, dans le réservoir tampon. Le projet vise en particulier à étudier les avantages du stockage PCM en ce qui concerne l'obtention d'une autoconsommation élevée d'électricité photovoltaïque en combinaison avec des pompes à chaleur, ce qui peut améliorer la rentabilité de l'installation photovoltaïque, éviter l'utilisation de thermoplongeurs et permettre également un fonctionnement adapté au réseau. L'installation pilote avec une pompe à chaleur air/eau et un équipement ultérieur de PCM dans le réservoir tampon existant doit permettre d'évaluer de nombreuses expériences sur l'utilisation de PCM en fonctionnement réel pendant trois périodes de chauffage et d'optimiser le fonctionnement de l'installation. Le projet a débuté à l'automne 2021 et une première période de chauffage a déjà pu être enregistrée avec un réservoir d'eau conventionnel comme référence. En septembre 2022, le réservoir tampon a été rempli avec des capsules à PCM, qui ont maintenant été testées pour la première période de chauffage. Les premiers résultats montrent une augmentation significative de l'autoconsommation photovoltaïque (PV) et de l'autosuffisance en chauffage, permettant ainsi des économies importantes en termes de coûts énergétiques. Lors de la prochaine période de chauffage, de nouvelles capsules avec une formulation améliorée de PCM et une géométrie de capsule légèrement ajustée seront testées. Ces capsules seront maintenant mesurées pour deux périodes de chauffage supplémentaires.
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