Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur materialtechnischen Auslegung elektrischer Widerstandsbeheizung für hybrid beheizte Thermoprozessanlagen

Energieintensive Industrien stehen im Zuge von Energieknappheit und Dekarbonisierung vor der Herausforderung, ihre bestehenden thermischen Prozesse auf alternative Energiequellen umzustellen. Im Fokus der Betrachtungen stehen hybride Beheizungsstrategien für die Thermoprozessanlagen der Zukunft. Das bedeutet, dass die Anlagen sowohl elektrisch als auch mit Brennstoffen aus erneuerbaren Energien beheizt werden können. Im Energiemarkt der Zukunft steht die Verfügbarkeit der elektrischen Energie aus erneuerbaren Quellen dem Leistungsbedarf der Thermoprozessanlagen gegenüber. Hybride Beheizungssysteme ermöglichen eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Energiequellen, wodurch geopol. Abhängigkeiten sowie die Energiekosten durch variable Lastverschiebung reduziert werden können. Gleichzeitig erhöht sich sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Nachhaltigkeit. Neue Geschäftsmodelle zu Regelleistung oder Spitzenkappung sind in Zusammenarbeit mit den Akteuren des Energiemarktes möglich.

Die Umstellung auf eine hybride Beheizung ist mit erheblichen wirtschaftlichen und betrieblichen Risiken verbunden. Die Lebensdauer und Degradation der Heizelemente, die in Verbrennungsgasatmosphären bei gleichzeitig hohen Temperaturen betrieben werden, ist nur unzureichend untersucht. Gegenstand des Vorhabens ist die Untersuchung der Alterung elektrischer Widerstandsheizdrähte. Experimentelle Untersuchungen an stromdurchflossenen Heizleiterwerkstoffen in Verbrennungsatmosphären dienen der Entwicklung von Modellen der Lebensdauer und Wärmeübertragung zur Analyse der Alterungseffekte. Hauptziel ist es, den Herstellern (KMU) und Anwendern von Öfen durch wissenschaftlich fundierte Untersuchungen belastbare Daten für die Anwendung typischer Heizdrahtwerkstoffe, die in dieser Leistungsklasse zum Einsatz kommen, zur Verfügung zu stellen, um einen flexibleren, klimafreundlicheren und kosteneffizienten Betrieb von Anlagen zu ermöglichen und den KMU somit neue Absatzmärkte zu erschließen.