2021 feierte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE als größtes europäisches Solarforschungsinstitut sein vierzigjähriges Bestehen. Viele kleine und große Erfolge, Meilensteine und technologische Durchbrüche haben uns in diesen vier Jahrzehnten begleitet.
Heute sind rund 1400 Menschen am Fraunhofer ISE beschäftigt und forschen für das große globale Thema Energiewende. Unser erklärtes Ziel ist es, mit unserer Forschung zum Erhalt unseres Planeten beizutragen und die Lebensgrundlage heutiger und zukünftiger Generationen zu sichern.
Grundvoraussetzung dafür ist, das bestehende Energiesystem global so umzubauen, dass es in Zukunft ohne fossile Energieträger auskommt und die Menschheit zuverlässig mit kostengünstiger, erneuerbarer Energie versorgt. Hierzu entwickeln wir Materialien, Komponenten, Systeme und Verfahren in insgesamt fünf Geschäftsfeldern.
Die Abteilung Wärme- und Kältetechnik im Bereich der Energietechnologien und -system des Geschäftsbereich Thermische Systeme und Gebäudetechnik hat langjährige Erfahrung bei der Entwicklung ressourceneffizienter Kältekreislaufkomponenten und deren Kombination bis hin zum Komplettgerät, sowie bei energieeffizienten Betriebsweisen.
Forschung
Zu diesen komplexen Entwicklungsthemen verfügt das Fraunhofer ISE über eine breite fachliche Kompetenz und technische Infrastruktur für die Charakterisierung und Bewertung von Kältemitteln, Wärmeübertragern, Verdichtern, Kältekreisen und Geräten. Je nach Fragestellung können wir Komponenten thermisch, optisch, hydraulisch, akustisch und elektrisch experimentell umfassend untersuchen und mit Simulationsmodellen analysieren.
Der Fokus in den letzten 10 Jahren war auf Kleinwärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln gerichtet, und entsprechend wurde die Laborinfrastruktur weiterentwickelt. Nun findet eine Erweiterung der Kompetenzen und Laborinfrastrukturen in den Bereich der Großwärme- und Hochtemperatur-Wärmepumpen statt. Hierbei kann bereits auf verschiedene Methoden zur Optimierung von Kältekreisen zurückgegriffen werden. Im Fokus unserer Arbeiten stehen vor allem umweltfreundliche natürliche Kältemittel wie Kohlenwasserstoffe (Propan, Butan) aber auch Wasser.
Im Rahmen unserer Forschungsarbeiten vermessen und bewerten wir einzelne Elemente des Kältekreises, wie Verdampfer, Verdichter oder Kondensator. Gleichzeitig wurden eigene Vorausentwicklungen, z. B. neuartige Wärmeübertrager- oder Sicherheitskonzepte oder Ölrückführungen und Füllmengenreduktionen erreicht.
Unsere Forschung und Entwicklung beschäftigt sich mit folgenden Spezialthemen:
- Kältemittel für hohe Temperaturen und große Temperaturhübe,
- Entwicklung und Adaption von Kompressortypen für große Temperaturhübe und höhere Temperaturen im Vergleich zur klassischen Gebäudeheizung,
- Effizienzsteigerung durch Weiterentwicklung und Optimierung von Komponenten,
- Adaption des Kreisprozesses an neue Kältemittel,
- Systemintegration aus technisch-ökonomischer Sicht,
- Kostensenkungen durch neue Fertigungstechnologien,
- Identifikation und Integration von geeigneten Niedertemperaturwärmequellen.
