IPN Competes: Competitive and environment-friendly thermal energy storage technology

I jakten på bærekraftig og konkurransedyktig termisk energilagring (TES) står IPN Competes-prosjektet i spissen for innovasjon. Hovedmålet er å bringe Cartesians 2.-generasjons TES-system til teknologisk modenhetsnivå (TRL) 6-7, og vise frem to banebrytende innovasjoner. Den første innebærer bruk av ekstruderte aluminiumsprofiler, noe som gjør TES-systemet betydelig lettere og 30% mer kostnadseffektivt (patentsøkt). Den andre innovasjonen involverer en metode for å bestemme ladetilstanden, altså hvor mange % som er gjenværende i batteriet. Dette vil være avgjørende for å oppnå optimal ytelse av lageret. Utover disse innovasjonene, har prosjektet også som mål å forbedre integrasjonen av TES i eksisterende energisystem og forbedre dets styringssystem. Forbedringene vil utgjøre 20% reduksjon i CO2-fotavtrykket, og legge grunnlaget for bred adopsjon av TES innen 2027. Bakgrunnen for IPN Competes ligger i den kritiske rollen TES spiller i å adressere utfordringene knyttet til energiforbruk. Omtrent halvparten av energiforbruket i bygninger og opptil 80% i industrielle prosesser er i form av termisk energi. Cartesian (spin-off fra SINTEF) utnytter tiår med forskning på faseendringsmaterialer for TES, og tilbyr en ren og effektiv måte å håndtere daglige energifluktuasjoner på. IPN Competes har som mål å revolusjonere hvordan vi håndterer toppenergibehov, redusere kostnader og fremme en bærekraftig tilnærming til oppvarmings- og kjøleprosesser. IPN Competes har et budsjett på 14,4 MNOK (7,2 MNOK fra Forskningsrådet). Prosjektet strekker seg fra 2024 til 2026, med fokus på ny design av varmevekslere, ladningsbestemmelse, utvikling av kontrollsystemer og integrering av system/prosess. Prosjektansvarlig er Cartesian, men prosjektet er ledet av forsker Jorge Salgado Beceiro fra SINTEF. IPN Competes lover ikke bare fremskritt innen TES, men legger også grunnlaget for pre-kommersiell teknologi innen 2026.

The main objective of IPN Competes is to demonstrate at TRL 6-7 CARTESIAN's second generation of thermal energy storage (TES) system, including elevating the TRL from 4 to 6-7 of two major innovations whose concept was recently proved at SINTEF Lab. This second generation will make the overall system 33% lighter, 30% cheaper, reduce the system's CO2-footprint by 20% and open for new market segments, including heating-/cooling-as-a-service. Pre-commercialisation is expected by 2027. These two innovations consist of (1) a new design method for thermal energy storage unit using extruded aluminium profiles instead of regular plate heat exchangers; and (2) a new method for state-of-charge (SoC) determination of TES system using ultrasonic and optical sensors. Two patent applications have been submitted by SINTEF (then transferred to CARTESIAN) for these inventions and are still pending by June 2023. Beyond their integration into CARTESIAN's second-generation TES system, additional R&D will be performed to optimise the process integration of the new system in industry and building processes, as well as further developing the integrated control system to fully benefit from the new design features. IPN Competes will focus on both improving an existing system and making a new product for the same system, by incorporating the two innovations into a new generation design of CARTESIAN's TES technology, bringing them from TRL4 to TRL6-7.