Fraunhofer ISE: 3D-gedruckte Wärmespeicher aus Ultrahochleistungsbeton
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit Druckstore ein neues Forschungsprojekt gestartet, das den Beton-3D-Druck für thermische Energiespeicher nutzbar machen soll. Ziel ist es, die Grundlagen für eine additive Fertigung von Wärmespeichern zu schaffen und durch eine hohe Funktionsintegration die Herstellungskosten deutlich zu senken. Die Speicher lassen sich dank 3D-Druck flexibel in Form und Größe anpassen – ein entscheidender Vorteil gegenüber konventionellem Betonbau. Gleichzeitig sollen Materialeinsatz und Personalbedarf auf Baustellen sinken.
Ultrahochleistungsbeton ermöglicht dünnere Wände und weniger CO₂
Als Werkstoff kommt Ultrahochleistungsbeton (UHPC) zum Einsatz. Dessen erhöhte Festigkeit erlaubt deutlich geringere Wandstärken als bei herkömmlichen Betonsorten. Das spart Material, steigert die Ressourceneffizienz und reduziert die CO₂-Emissionen bei der Herstellung. Weil UHPC besonders filigrane Strukturen ermöglicht, planen die Forschenden, neben der Speicherhülle auch Komponenten wie Diffusoren, Schichtladesysteme und Wärmedämmung direkt mitzudrucken. Je nach Betonrezeptur sind Einsatztemperaturen von circa minus 30 bis rund 1.000 Grad Celsius denkbar.
Flexible Speicher für schwierige Raumsituationen
„Durch die Flexibilität des 3D-Drucks können Speicher auch in ungünstigen Raumsituationen erstellt werden. Flächen können effizienter genutzt und der Flächenverbrauch verringert werden", erklärt Projektleiter Stefan Gschwander vom Fraunhofer ISE. Die Technik soll zunächst an kleinen Prototypen erprobt werden. Langfristig wollen die Forschenden das gewonnene Know-how nutzen, um sehr große Speicher im Maßstab von 100 bis 1000 Kubikmetern zu realisieren.
2,3 Millionen Euro Förderung vom Bund
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert Druckstore mit rund 2,3 Millionen Euro. Neben dem Fraunhofer ISE sind die IPROconsult GmbH, die IAB Weimar gGmbH sowie die m-tec mathis technik GmbH als Projektpartner beteiligt. Gemeinsam wollen sie die Wirtschaftlichkeit thermischer Speicher verbessern und einen wichtigen Baustein für die Wärmewende liefern.
