Solarthermische Systeme

Technologien zu Verbesserung der Flexibilität der bedarfsnahen Bereitstellung von Wärme und Strom werden in Energiesystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien an Bedeutung zunehmen. Wir entwickeln Komponenten wie zum Beispiel Hochtemperaturspeicher, erstellen Gesamtkonzepte und simulieren deren Einsatz.


Dipl.-Ing. Cristiano Teixeira Boura

Raum N101
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F: +49.241.6009 53570
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Innovative thermal energy storage (TES) combined with a solar solution for heating, cooling and electricity needs

Project start for SIJ: June 2022

For CSP technology to be cost-effective, it is necessary to implement highly efficient, flexible CSP technologies equipped with thermal energy storage (TES). To further drive down costs, it is possible to use combined cooling heating and power (CCHP) schemes that can receive additional revenue by covering the heating and cooling demands of utility, commercial or residential consumers.

TES4Trig aims at unifying the above strategies into a single innovative CCHP system driven by solar parabolic trough collectors (PTCs), based on the integration of the Organic Rankine Cycle (ORC) and Ejector Cooling Cycle (ECC) with a cost-effective TES system. In state-of-the-art large CSP plants, mostly molten salts TES systems are deployed. In TES4Trig, a solid-state, concrete-based TES is proposed which has the potential to be more economic, simpler and environmentally friendly, but requires investigation to overcome operative barriers, accompanied with new PTC component designs and cost reductions.

Solar energy that is stored during periods of excess solar availability will be used on-demand to produce electricity and  cover space heating demand during the winter preiod, while space cooling will be produced during the summer, respectively. Furthermore, to increase the overall solar energy utilization, electricity will be produced during periods of no heating or cooling demand. The system will include a control system in order to enhance its flexibility and efficiently adjust electricity, cooling and heating outputs depending on the consumer needs. Within the project, the individual subsystems (PTCs, TES, ORC-ECC module) will be designed and integrated into a TES4Trig prototype, which will be demonstrated on-site of a consumer in Greece, in order to prove its feasibility and evaluate its actual performance in a real operating environment.

In the TES4Trig project, SIJ will be responsible for the following main tasks:

  • Procurement of a solar monitoring station and installation at the TES4Trig site in Greece.
  • Development and validation of a simulation model of the TES4Trig system.
  • Feasibility study for a scale-up TES4Trig system.

Project partners:

  • National Technical University of Athens (NTUA)
  • "DEMOKRITOS" National Center for Scientific Research
  • CADE Soluciones de Ingeniería, S.L.
  • Protarget AG
  • Solar-Institut Juelich of FH Aachen University of Applied Sciences

Social media:

Funded by:

  • Ministry of Economic Affairs, Innovation, Digitalization and Energy of the State of North Rhine-Westphalia


Synthetische Kraftstoffe aus Sonnenlicht

Projektbeginn: August 2021

Ziel des industriegeführten Forschungsprojekts SolarFuels ist der Aufbau und Betrieb einer Pilotanlage zur Produktion synthetischer Kraft- und Grundstoffe für die chemische Industrie mittels solarer Mischreformierung von Methan. Durch die solare Aufwertung lassen sich die Treibhausgas-Emissionen um mehr als 30% senken. Perspektivisch wird die Reformierung von Biogas angestrebt, um einen klimaneutralen Kraftstoff herzustellen. Die Pilotanlage wird weltweit zum ersten Mal die gesamte integrierte Technologiekette vom Sonnenlicht bis zum synthetischen, flüssigen Kraftstoff abdecken.

Für das Projekt haben die Synhelion Germany GmbH, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und das Solarinstitut Jülich (SIJ) ihre Kompetenzen gebündelt. Gemeinsam werden drei Schlüsselkomponenten für die konzentrierende Hochtemperatur-Solartechnik optimiert, skaliert und in industriell relevantem Maßstab demonstriert: Der solare absorbierende Gas-Receiver für Temperaturen bis zu 1500 °C, ein entsprechender thermischer Speicher sowie der indirekt beheizte Reformierungsreaktor. In letzterem wird Methan via einer Mischreformierung mit Wasserdampf und Kohlendioxid zu Syngas, einem H2/CO-Gemisch, reagiert. Dieses wird in einer angeschlossenen Fischer-Tropsch-Anlage zu flüssigem Kohlenwasserstoff weiterverarbeitet. Die Hauptkomponenten werden auf dem Multi-Fokus-Turm, einer Forschungsanlage in Jülich, getestet und auf der Pilotanlage im Brainergy Park Jülich mit dem neu zu errichtenden Hochfokus-Heliostatenfeld in Betrieb genommen werden.

Das SIJ befasst sich einerseits mit einer detaillierten CFD-Simulation des Reformierungsreaktors, um Optimierungspotentiale hinsichtlich der Reaktoreffizienz, v.a. des Methan- und CO2-Umsatzes sowie minimierter Kohlenstoffbildung, auszunutzen. Des Weiteren wird der Gesamtprozess der Pilotanlage dynamisch simuliert, um das Anlagenverhalten zu untersuchen und optimierte Betriebs- und Regelungsstrategien abzuleiten.


  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
  • Synhelion Germany GmbH

Gefördert durch:

  • Bundeministerium für Wirtschaft und Energie des Landes NRW


Smart Solar System

One of the best renewable technology options to supply industrial process heat is concentrated solar thermal (CST) technology, especially as it can use thermal energy storage (TES) to provide heat on demand. The primary objective of the industrial research project S3 is to realise a next generation smart solar system for steam generation based on CST technology. For realising this, an existing parabolic trough collector (PTC) and TES, that was installed at KEAN Soft Drinks Ltd in Limassol, Cyprus, during the previous project EDITOR, will be developed further. The proposed smart control system shall feature predictive and automatic characteristics. One objective is to improve the overall performance of this system and make a transition towards Industry 4.0. The project partners are listed below together with selected details on their work contents.

  • Protarget AG
  • University of Patras
  • German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.)
  • Solar-Institut Jülich

Associated partner:

  • Cyprus University of Technology

Protarget AG (Coordinator): At the heart of the smart solar system is a main control unit (MCU) which will be developed by Protarget. The MCU receives various inputs such as CST and TES sensor data, factory boiler sensor data, the factory’s production schedule as well as DNI and soiling forecast and real-time data. The MCU will choose a suitable control strategy based on these inputs. With the development of next generation control strategies and new hybrid modes, the plant operation will become more efficient. Link to partner website.

University of Patras: With a newly developed soiling forecast tool, the reflectivity reduction of the parabolic trough mirrors due to dust settlement shall be predicted. With the soiling prediction, the MCU can decide and propose dates for cleaning the mirrors. This avoids water wastage and reduces costs because the mirror cleaning will be carried out on demand rather than with a fixed schedule. Also the cost for maintenance staff can be reduced. Link to partner website.

German Aerospace Center (DLR): The DLR will test the heat transfer fluid HELISOL® XLP with the aim of achieving a higher plant efficiency. Particularly the formation kinetics of gases will be studied in the range of 300 – 400 °C. This information will be linked to the solubility of the gases in order to define suitable venting strategies for controlling gas concentrations in the system. An optimum maintenance of the HTF system will be identified to control hydrogen concentration. Link to partner website.

Cyprus University of Technology (CUT): Associated partner CUT supports the project and carries out, for example, the inspection of the CST system, the maintenance of a weather station and mirror reflectivity measurements. Link to partner website.

Solar-Institut Jülich (SIJ): SIJ focuses on developing a DNI forecasting tool with the aim that the amount of process steam production and the system performance can be increased. The DNI forecast data is used by the main control unit (MCU) to decide on the next day’s operating strategy, which includes deciding when to charge or discharge the TES. The DNI forecasting tool will use, as input, freely available cloud forecast data in 1 hour resolution. The forecast tool will be tested at and optimised for the KEAN CST plant. The SIJ also carries out simulation work to evaluate the fossil fuel cost savings for the KEAN factory for a scaled-up CST plant.

All partners: A very important aspect of the project is the dissemination of project results at the end of the project through publications and a dissemination workshop. The planned dissemination workshop, to which stakeholders from the industry and politics as well as the media will be invited, will be held in Cyprus or online towards the end of the project.

Funded by: Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen

OER4EE "Technologien für die Energiewende"

Projektbeginn: September 2020

Die Verbreitung von Wissen über Erneuerbare Energien wird als gesellschaftliche Aufgabe mit höchster Aktualität verstanden. Durch die Überführung von Lehrinhalten zu Erneuerbaren Energien in digitale OER (Open Educational Resources) Formate bietet sich die Chance, die Umsetzbarkeit der Energiewende maßgeblich zu beschleunigen. Bisher gibt es keine öffentlich zugänglichen, editierbaren Medien, die ganze Lerneinheiten umfänglich und in hoher fachlicher Qualität abdecken. Im Projekt sollen die Inhalte, die länger aktuell bleiben, mediendidaktisch angemessen aufbereitet werden. Ein Austausch mithilfe von inhaltlichen Gerüstdateien, in denen sich aktuelle Daten leicht aktualisieren lassen, soll ebenfalls angestoßen werden. Die so entstandenen Materialien befähigen so auch Lehrende außerhalb des Projektkonsortiums, Studierende vertieft auszubilden. Im Ergebnis sollen Absolvent*innen der geplanten Module durch digitale Übungsmöglichkeiten vertiefte Kompetenzen in der Bewertung und Analyse von Technologien für die Energiewende erhalten. In besonderer Weise eignet sich das zu erstellende Material zudem dazu, auch die Allgemeinheit mit wissenschaftlich fundiertem Material über die Energiewende sachkundig zu machen.


  • TH Köln (THK)
  • FH Aachen (FH AC)
  • RWTH Aachen (RWTH)
  • Ruhr-Universität Bochum (RUB)
  • HS Düsseldorf (HSD)
  • HS Bonn-Rhein-Sieg


Steigerung der Kosteneffizienz von Flüssigsalzreceivern; Teilvorhaben: Dynamische Simulation

Projektbeginn: Oktober 2020

Solarthermische Kraftwerke (CSP) spielen potenziell in der zukünftigen internationalen Energieversorgung eine wichtige Rolle. Die Analyse der derzeitigen Projektlage deutet darauf hin, dass die flüssigsalzbasierte Solarturmtechnologie in kürze den größten Anteil an der installierten Leistung der Solarturmkraftwerke erreichen wird. Durch die Verbindung mit thermischen Salzspeichern kann eine von der fluktuierenden Sonnenstrahlung entkoppelte und somit bedarfsgerechte Stromerzeugung besonders unkompliziert gewährleistet werden. Eine der großen Herausforderungen für Solarturmkraftwerke sind die hohen Investitionskosten. Das Receiversystem macht dabei bis zu 20% der Investitionskosten des Kraftwerkes aus. Im Forschungsprojekt wird das innovative STERN-Receiverkonzept weiterentwickelt: durch eine radikale Neuanordnung der Absorberpaneele verspricht das Konzept eine Reduzierung der Absorberfläche um mindestens 40% gegenüber dem Stand der Technik und gleichzeitig eine moderate Erhöhung des Wirkungsgrades des Heliostatenfeld-Receiver-Systems.

Zunächst wird ein unter Kosten-, Wirkungsgrad-, und fertigungstechnischen Aspekten optimiertes Receiverdesign entwickelt und mit dem Stand der Technik verglichen. Anschließend wird ein Prototyp des Receivers unter solaren Bedingungen am Solarturm Jülich erprobt. Heutige Solarreceiver verwenden für die Absorberrohre Nickelbasis-legierungen. Diese sind bis zu 10-mal teurer als die deutlich besser verfügbaren hochlegierten Edelstähle. Rostfreie, Al-legierte und darum Al2O3-bildende Edelstähle, weisen potentiell ausreichende Beständigkeit gegenüber Korrosion in NaNO3-KNO3-Schmelzen (sog. „Solar Salt“) bei weitaus niedrigeren Kosten auf. Kommerziell sind derartige Legierungen bisher, aufgrund mangelnder mechanischer Festigkeit, nicht für Strukturanwendungen verfügbar. Die Entwicklung Al2O3-bildender, ferritischer und austenitischer Edelstähle mit hoher mechanischer Festigkeit, im Rahmen des Projekts bietet aus diesem Grunde das Potential weiterer Kostensenkungen.


  • MAN Energy Solutions SE (Koordinator)
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
  • Solar-Institut Jülich der FH Aachen
  • Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH
  • Forschungszentrum Jülich
  • Salzgitter Mannesmann Stainless Tubes GmbH (als assoziierter Partner)
  • HORA Holter Regelarmaturen GmbH & Co. KG (als assoziierter Partner)
  • Stahl-Armaturen PERSTA GmbH (als assoziierter Partner)


Digitalisierter Photovoltaik-Energie-CarPort für großflächige Parkplätze

Link zur PVeCarport-Homepage: PVeCarport

Projektbeginn: Oktober 2019

Ein wesentlicher Teil der heutigen Treibhausgase und Luftschadstoffe wird durch den Verkehrssektor emittiert. Die Elektromobilität stellt eine vielversprechende Möglichkeit für den nachhaltigen und umweltfreundlichen Umbau des Straßenverkehrs dar: Elektrofahrzeuge erzeugen gegenüber Verbrennungsmotoren weniger Schadstoffe und CO2-Emissionen. Dieser Effekt wird signifikant verstärkt, wenn der benötigte Strom durch erneuerbaren Energien bereitgestellt wird. Mit dem zunehmenden Ausbau der Elektromobilität steigt somit auch der Bedarf an regenerativ erzeugtem Strom sowie flächendeckender Ladeinfrastruktur und smarten Lösungen für die Entlastung der Stromnetze.

Im Projekt PVeCarport entwickelt das Solar-Institut Jülich ein digitalisiertes Photovoltaik-Energie-Carport-System für großflächige Parkplätze. Das System besteht aus einer PV-Carport-Anlage, mehreren Ladesäulen sowie stationären und mobilen Batteriespeichern. Der Fokus der Entwicklungsarbeit liegt auf der Vernetzung der Teilsysteme und die Entwicklung einer digitalen Lösung für die Steuerung und das Energiemanagement der Anlage. Dadurch kann die Anlage nicht nur als solare Ladestation zum Laden von E-Fahrzeugen, sondern auch als virtuelles Kraftwerk zur Bereitstellung von Regelenergie genutzt werden.

Darüber hinaus sollen die individuellen Wünsche der Fahrzeughalterin und des Fahrzeughalters, wie die Parkdauer oder gewünschte Ladekapazität, über ein mobiles Anwendungsprogramm (App) in die Anlagensteuerung einfließen. Dies ermöglicht wiederum ein zeitlich flexibles und kostengünstiges Laden der E-Fahrzeuge.



    Versuchsanlage für Schüttgut und Wärme

    Projektbeginn: Juli 2019

    Eine Kernaufgabe für dauerhaft verfügbaren und günstigen Strom ist die Kostenreduktion in der Wärmespeicherung von Solarenergie. Hierzu hat das SIJ ein neuartiges Luft-Schüttgut Wärmeübertragersystem entwickelt, das sich im Gegensatz zu den auf dem Markt erhältlichen Systemen, durch den direkten Stoffkontakt und einer maximalen Prozesstemperatur von bis zu 800°C auszeichnet. Der bessere Wärmeübergang aus dem direkten Kontakt steht dabei den Herausforderungen der strömungstechnischen Phänomenologien gegenüber.

    Im Projekt VESUW wird das System gemeinsam mit lokalen Projektpartnern zur Marktreife vorangetrieben. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Temperaturverhalten der Werkstoffe (800° Temperaturdifferenz), der Lebensdauer und Betriebskosten, sowie der Optimierung des Wärmeübertragungsprozesses. Fundiert erforscht wird dies durch die Kombination von numerischen Simulationen mit umfänglichen Experimenten im Labormaßstab. Finales Ziel ist dabei der Innovationstransfer mit Anhebung des Entwicklungsstatus auf die nächste Ebene.


    • Hilger GmbH
    • Grenzebach BSH

    Gefördert durch:

    • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie


    High Performance Molten Salt Tower Receiver System - Phase 2

    Projektbeginn: Oktober 2018

    Das übergeordnete Ziel des Vorhabens HPMS ist die Ausschöpfung von Kostensenkungspotentialen bei Salzturmkraftwerken durch die Entwicklung eines hocheffizienten Receivers und durch eine gesamtheitliche Optimierung des solaren Hochtemperatur-Kreislaufs. Es schafft damit die Basis für die nächste Generation von Salzturmkraftwerken. Das Gesamtvorhaben besteht aus den 3 Phasen:

    • Phase 1: Theoretische Studien und Basic Engineering im Projekt HPMS-I
    • Phase 2: Bau und Betrieb eines Testreceiversystems aufbauend auf der im Projekt HPMS-I entwickelten Technologie
    • Phase 3: Nutzung der Technologie in einer Pilotanlage oder einer kommerziellen Anlage

    Die Arbeitsschwerpunkte des SIJ im Projekt HPMS-II (Phase 2) sind die folgenden:

    • Validierung der in HPMS entwickelten dynamischen Simulationsmodelle
    • Auslegung eines Testreceiversystems gestützt mit dynamischen Simulationen einzelner Komponenten und des Gesamtsystems
    • Entwicklung und Auslegung eines Regelungskonzeptes und einer optimierten Betriebsstrategie
    • Weiterentwicklung der numerischen Simulationsmodelle zur besseren Vorhersage von Ertrag und Lebensdauer


    • Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt e.V. (DLR) (Koordinator)
    • MAN Energy Solutions SE (MAN)
    • Solar-Institut Jülich der FH Aachen (SIJ)
    • Flexible Industriemesstechnik GmbH (FLX)
    • Endress + Hauser Messtechnik GmbH + CO.KG (E+H) (als assoziierter Partner)
    • Mannesmann Stainless Tubes (MST) (als assoziierter Partner)
    • Holter Regelarmaturen GmbH & Co. KG (HORA) (als assoziierter Partner)
    • Salzgitter Mannesmann Forschung (SZMF) (als Unterauftragnehmer)


      Quasi-geschlossene Heliostatenfeld-Regelung eines Multi-Kammer-Reaktors zur solaren Wasserstofferzeugung

      Projektbeginn: Oktober 2018

      Das Vorhaben verfolgt das Ziel eine vollautomatisierte Regelung der Prozesstemperatur in einem solarchemischen Multi-Kammer-Reaktor mittels des Heliostatenfeldes zu realisieren. Zu diesem Zweck wird ein innovatives, neuartiges, quasi-geschlossenes Regelungskonzept (H2Loop) entwickelt.

      Ein innovatives modellbasiertes Optimierungstool ermöglicht die vorausschauende Berechnung und Optimierung der Zielpunktstrategien für einen Multi-Kammer-Reaktor. Der zweite innovative Schritt ist die Integration eines Online-Kalibrierverfahrens in die Heliostatfeld-Kontrollsoftware. Das echtzeitfähige Kommunikationsnetzwerk stellt die dritte Innovation im Heliostatfeld dar. Die vierte Innovation betrifft den Heliostaten selbst. Hierfür wird zum einen die Konstruktion des Heliostaten für den Einsatz des Netzwerks optimiert. Zusätzlich wird ein individuelles, automatisiertes Canting ermöglicht.

      Diese Innovationen ermöglichen als Ganzes die automatisierte Regelung des Multi-Kammer-Reaktors und leisten unabhängig voneinander einen bedeutsamen Beitrag zur Leistungssteigerung und Kostenreduzierung in Solarturmanlagen, was zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit der solaren Wasserstoffherstellung führt.

      Das SIJ hat sowohl verschiedene bestehende Kalibrierverfahren untersucht und verbessert, als auch neue Verfahren entwickelt. Es wurde ein Kalibrierverfahren ausgewählt, das im weiteren Verlauf des Projekts in größerem Maßstab getestet werden soll.


      • Hilger GmbH
      • Heliokon GmbH
      • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.

      Gefördert durch:

        • Europäische Union - Investition in unsere Zukunft Europäischer Fonds für regionale Entwicklung
        • Landesregierung NRW - Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen
        • EFRE.NRW - Investition in Wachstum und Beschäftigung


        Konzentrierende Solarthermie im Iran

        Projektbeginn: September 2018

        Das Ziel des Definitionsprojektes ist es, das erfolgsversprechende Anwendungsgebiet für die solarthermische Demonstrationsanlage im Iran zu identifizieren, eine adäquate deutsche Technologie dafür auszusuchen und stabile Kooperationen für das Verbundprojekt zu initiieren. 

        Zu diesem Zweck soll ein Netzwerk, bestehend aus Forschungs- und Innovationspartnern aus Deutschland und aus dem Zielland Iran, aufgebaut und eine längerfristige Kooperation und Partnerschaft ermöglicht werden. In diversen Anwendungen wird die Anlage die Sonnenenergie nutzen, um Wärme, Kälte, Strom, sauberes Wasser oder eine Kombination der genannten bereitzustellen.

        Zum Abschluss des Definitionsprojektes werden die Kooperationspartner gemeinsam eine FuE-Verbundprojekt-Skizze im CLIENT II Förderaufruf einreichen, um die Aufgaben und Verantwortlichkeiten für die gemeinsame Entwicklung der Pilotanlage zu definieren.

        Gefördert durch:

          • Bundesministerium für Bildung und Forschung


          System zur bedarfsgerechten Bereitstellung solarer Prozesswärme am Beispiel einer Phosphatschlammtrocknung in Marokko - Definitionsprojekt

          Projektbeginn: August 2018

          Das Ziel des Definitionsprojektes ist es, im Partnerland Marokko im Sektor der Prozesswärmebereitstellung innovative Lösungen mittels konzentrierender Solartechnologie zu entwickeln und deren Machbarkeit am Prozess einer Phosphatschlammtrocknung zu demonstrieren. Hierzu wird ein neuartiges Solar-System, bei dem innovative deutsche Solartechnologie zum Einsatz kommt, konzipiert. Die Neuartigkeit liegt darin, dass der Standort der Solaranlage räumlich von dem Standort der Trocknungsanlage mit Prozesswärmebedarf getrennt ist, die erzeugte Solarwärme also erst zur Trocknungsanlage über eine längere Entfernung transportiert werden muss.

          Im Rahmen des Projektes soll ein Netzwerk, bestehend aus Forschungs- und Innovationspartnern aus Deutschland und aus dem Zielland Marokko, aufgebaut werden mit dem Ziel längerfristige Kooperation und Partnerschaft zu ermöglichen.

          Gefördert durch:

            • Bundesministerium für Bildung und Forschung


            Entwicklung und Qualifizierung von Solarreceivern auf Basis transparenter Keramik für solarverfahrenstechnische Prozesse

            Projektbeginn: März 2018

            Hochtemperaturwärme aus konzentrierenden Solaranlagen wird heute kommerziell zur Produktion von elektrischem Strom genutzt, eignet sich aber auch zur Substitution von fossilen Energieträgern in der Verfahrenstechnik. Vor allem in der chemischen Industrie liegen große Potenziale für die Nutzung von Solarenergie.

            Im Projekt TRAKSOL wird ein Receiverkonzept für die Anwendung konzentrierender Solartechnik in chemischen Prozessen entwickelt. Im Mittelpunkt steht die Untersuchung und Qualifizierung der von CeramTec entwickelten transparenten Keramik Perlucor® hinsichtlich der Eignung für konzentrierende Solartechnik. Durch die Möglichkeit die Arbeitsmedien direkt zu erhitzen verspricht der Einsatz dieser Keramik höhere Wirkungsgrade. Aufgrund der hohen Beständigkeit kann die Keramik für eine große Bandbreite von Prozessen verwendet werden.

            Als exemplarischer Prozess wurde die Verdampfung von Schwefelsäure bei etwa 400 °C betrachtet. Die Verdampfung der Schwefelsäure ist der energieintensivste Teil des zweistufigen Schwefelsäurehybridprozesses (HyS), in dem Wasser unter Einsatz von thermischer Energie gepalten und Wasserstoff erzeugt wird. Die konventionellen Herstellungsverfahren von Wasserstoff verursachen hohe CO2-Emissionen. Der Einsatz von Solarenergie kann diese Emissionen stark reduzieren.

            Die Zielrichtung des Projektes wurde an die Resultate aus erfolgten Korrosionstests und an das Eigenschaftsprofil der Keramik angepasst:  Der Fokus der Entwicklung liegt nun auf der Entwicklung eines Hochtemperatur-Partikelreceivers. Die extrem harte und temperaturbeständige Keramik ermöglicht dabei die direkte Bestrahlung der Partikel. Die thermische Energie der Partikel kann nach der Erhitzung gespeichert werden und für Dampfkreisprozesse zur Elektrizitätserzeugung oder für kontinuierliche chemische Prozesse, wie z.B. den der Schwefelsäureverdampfung, genutzt werden.


            • CeramTec-ETEC GmbH
            • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
            • Hilger GmbH

            Gefördert durch:

            • Europäische Union - Investition in unsere Zukunft Europäischer Fonds für regionale Entwicklung
            • Landesregierung NRW - Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen
            • EFRE.NRW - Investition in Wachstum und Beschäftigung


            Strom-zu-Wärme-Technologien mit Salzspeicher für den Einsatz in der Industrie und in PV CSP-Hybridkraftwerken

            Projektbeginn: Mai 2018

            Etwa 30 % des Endenergiebedarfs der Bundesrepublik Deutschland bezieht der Industriesektor. Davon werden etwa zwei Drittel für die Erzeugung von Prozesswärme verwendet, wobei in der Regel große Mengen an Abwärme anfallen. Die Abwärme entsteht in der Regel auf einem Temperaturniveau, das unterhalb der erforderlichen Temperatur für die jeweiligen Prozesse liegt. Im Projekt SWS wird daher eine Hochtemperatur Wärmepumpe in Kombination mit einem Salzschmelze Wärmespeicher untersucht. Mittels der Wärmepumpe wird Abwärme auf eine Temperatur von über 500 °C gebracht und in den Wärmespeicher eingespeichert. Das Entladen des Speichers erfolgt bedarfsgeführt in Abhängig des angeschlossenen Verbrauchers.

            Neben einer Hochtemperatur-Wärmepumpe wird als weitere Strom zu Wärme-Technologie (engl. Power to Heat, P2H) ein kommerzieller Widerstandserhitzer untersucht. Dieser kann ebenfalls zum Beladen eines thermischen Speichers eingesetzt werden. An der Strombörse werden in Zeiten mit großem Angebot an erneuerbarem Strom und dem daraus resultierenden Überschuss, regelmäßig negative Strompreise beobachtet. Mithilfe der untersuchten Technologien kann dieser Überschussstrom genutzt werden und somit zusätzlich zur Netzstabilität beitragen. Weiterhin wird die Implementierung von P2H Technologien in CSP Kraftwerken (Concentrating Solar Power) untersucht. Dies ist für den Standort NRW von besonderem Interesse, da hier ansässige Industrieunternehmen einen hohen Marktanteil an der Herstellung von CSP-Komponenten haben und des Weiteren Dienstleistungen in diesem Bereich anbieten. Darüber hinaus wird die Auslegung dieser beiden P2H-Technologien in einem innovativen Konzept für den Einsatz als PV-CSP-Kraftwerk untersucht. Hierbei wird kostengünstiger PV-Strom teilweise in Hochtemperaturwärme-speichern (Carnot-Batterie) für Zeiten ohne Sonneneinstrahlung zwischengespeichert und dadurch bedarfsgerecht angeboten werden.

            Bisher wurde für den Standort NRW eine Marktanalyse des Prozesswärmebedarfs für verschiedene geeignete Industriebranchen durchgeführt. Das SIJ hat bestehende energieintensive Prozesswärmeerzeuger und -verbraucher in NRW identifiziert, bewertet und zu einer Auswahl prozesswärmeintensiver Unternehmen Kontakt aufgenommen.
            Darüber hinaus wurden bereits dynamische Simulationen von verschiedenen Power-to-Heat Systemen in Kombination mit einem Salzschmelze Wärmespeicher für verschiedene Leistungsklassen, Arbeitsmedien und Kopplungskonzepte mit der Software Dymola® durchgeführt und teilweise validiert.


              • TSK Flagsol
              • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.

              Gefördert durch:

              • Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von EFRE-Mitteln



              Projektbeginn: März 2018

              Das Projekt MHF verfolgt das übergeordnete Ziel die Investitionskosten für ein Heliostatenfeld durch Entwicklung, Fertigung und Qualifizierung eines massenfertigungstauglichen und materialsparenden Mikoheliostaten zu reduzieren. Das entspricht einer drastischen Reduktion der Investitionskosten im Heliostatenfeld und somit einer deutlichen Gesamtinvestitionskostenreduktion von solarthermischen Turmkraftwerken. Die hiermit erzielten wettbewerbsfähigen Stromgestehungskosten sollen den Ausbau der CSP-Technologien beschleunigen und eine weitere Reduzierung der umweltschädlichen Treibhausgase erwirken.

              Zu diesem Zweck hat das Solar-Institut Jülich, in Kooperation mit der Hilger GmbH, eine neue Heliostatentechnologie, den Mikroheliostaten (MH), entwickelt. Die ersten MH-Prototypen wurden bereits gebaut und unter Laborbedingungen getestet. Die Ergebnisse zeigten die prinzipielle Tauglichkeit dieser Heliostatentechnologie für den Einsatz in solarthermischen Kraftwerken. Im Vorhaben MHF sollen die Mikroheliostaten im industriellen Maßstab, das heißt im größeren Testfeld und unter realen Bedinungen untersucht werden. Um die Vorteile des MH-Konzeptes voll auszuschöpfen, sollen die Mikroheliostaten außerdem für eine Massenproduktion optimiert werden.

              Bisher wurde der Quellcode einer eigenen Raytracer-Software „SolCal“ für die Auslegung der MH-Felder umfassend überarbeitet. Die Ergebnisse der durchgeführten Simulationen wurden analysiert und die optimale MH-Feldaufstellung wurde bestimmt. Das SIJ hat CFD- und FEM-Modelle erstellt, um die Temperatur sowie mechanische Belastungen des Mikroheliostaten zu simulieren. Darüber hinaus wurde bereits eine erste Testreihe mit einem kleinen MH-Prototyp durchgeführt und die Funktionalität der angeschafften Laborgeräte zur Messung von Spiegeloberflächen teilweise nachgewiesen.


                • Hilger GmbH
                • HELIOKON GmbH

                Gefördert durch:

                • Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von EFRE-Mitteln


                Heliostatfeld-Betriebsoptimierung für Turmanlagen zur solaren Strom- und Wasserstofferzeugung

                Projektbeginn: November 2017

                Ziel des Projektes HELIBO ist die Kostensenkung für solarthermisch erzeugten Strom durch technische Entwicklungen zur Verbesserung der Effizienz von Heliostatfeldern im Betrieb. Maßnahmen, insbesondere verbesserte Mess-, Steuer- und Regelungstechnik für die Heliostaten, haben ein signifikantes Potential zur Erhöhung der Ausnutzung der Spiegelfläche und künftigen Anlagen um 10 - 15 % werden erwartet.

                Das Solar-Institut Jülich hat das Forschungsziel, mit einer neuartigen, präzisen und schnellen Online-Kontrollmethode basierend auf Lasertechnologie, die Nachführgenauigkeit von zweiachsig nachgeführten Heliostaten zu verbessern. Bei dieser patentierten Online-Kontrollmethode werden von einer zentralen Position aus Laserstrahlen auf einen zu vermessenen Spiegel ausgesendet. Die vom Spiegel reflektierten Strahlen werden aufgrund von Streuprozessen in der Atmosphäre für Kameras sichtbar und fotografiert. Zur Bestimmung der Ausrichtung des Heliostaten werden die Fotos mit einem Auswertungs-Algorithmus automatisch ausgewertet und die Korrektur der Ausrichtung für den Heliostaten im Azimut- und Zenitwinkel berechnet.

                Im Projekt wird für die Durchführung der Tests im Heliostatfeld ein Prototyp eines Lasersystems mit Nachführung von einem Projektpartner entsprechend der vom SIJ entwickelten Anforderungen hergestellt. Mit dem Prototyp soll es ermöglicht werden, eine kleine Gruppe Heliostaten automatisiert zu vermessen.


                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. - Institut für Solarforschung
                • CSP Services GmbH
                • LeiKon GmbH
                • Radiant Dyes Laser & Accessories GmbH

                Gefördert durch:

                • Land Nordrhein-Westfalen


                Unterstützung des dynamischen Betriebs von Salzschmelzereceivern

                Projektbeginn: August 2017

                Ziel des Projektes ist es, den transienten Betrieb von Solarthermischen Turmkraftwerken mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium mit Hilfe von modellbasierten Regelungs- und Betriebsführungsmethoden zu verbessern. Dazu entwickelt das Solar-Institut Jülich gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie eine Modellprädiktive Regelung (MPR) für den Betrieb des gefüllten Receivers sowie ein Betriebsassistenzsystem (BAS) für den Betrieb des Übergangs zwischen ungefülltem und gefülltem Receiver.

                Um das dynamische Verhalten des Receivers abzubilden, werden die in den Projekten DynaSalt und HPMS entwickelten Fluid- und Komponentenmodelle weiterentwickelt. Für die MPR und das BAS werden zudem vereinfachte Modelle erstellt, die es ermöglichen, im laufenden Betrieb eine modellbasierte Prozessprädiktion durchzuführen. Letztlich wird das im Projekt SiBops eingesetzte SWFramework weiterentwickelt und dort die MPR sowie das BAS implementiert und getestet.


                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. - Institut für Solarforschung
                • Institut für Regelungstechnik der RWTH Aachen
                • LeiKon GmbH
                • General Elctric (Switzerland) GmbH

                Gefördert durch:

                • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie


                Wasserqualitätsverbesserung mit Hilfe einer solaren Entsalzungsanlage

                Projektbeginn: Mai 2017

                Das Ziel ist die Trinkwasserqualität in ländlichen Regionen Marokkos zu verbessern. Das Projekt realisiert ein umweltfreundliches und ökologisches Wasserressourcen-Management Marokkos durch erneuerbare Energien.

                Am Ende des Projektes wird eine solare Demonstrationsanlage zur Wasserentsalzung in der Nähe von Oujda, Marokko installiert und in Betrieb genommen und so sauberes Wasser mit hoher Trinkwasserqualität für die lokale Bevölkerung bereitgestellt. Anvisiertes Ziel wird dabei sein, die durch das Solar-Institut Jülich ausgereifte und gründlich getestete Technologie vorrangig auf dem marokkanischen Markt günstig anzubieten.

                Im Rahmen des Projektes werden wissenschaftliche Analysen in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis der Technologie durchgeführt. Darauf basierend werden neue innovative Konstruktionen entwickelt sowie Systemsimulationen zur weiteren Optimierung durchgeführt. Anschließend wird ein Prototyp gebaut und umfangreich getestet.

                Die Solarentsalzungsanlage bietet eine kostengünstige und CO2-freie Trinkwasserversorgung. Für das vom Solar-Institut Jülich und Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Jülich (IBEU) entwickelte Entsalzungssystem ergeben sich aufgrund seiner einfachen Bauweise, Handhabung, Wartungsmöglichkeit, Reinigungsmöglichkeit und seines effizienten Betriebverhaltens, viele Einsatzmöglichkeiten in ariden, sonnenreichen Regionen Nordafrikas (wie z. B. Siedlungen, Farmen, Schulen und kleine Hotels).


                • Mohamed Premier University (MPU)
                • Unterauftragnehmer: Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Jülich (IBEU)

                Gefördert durch:

                • Bundesministerium für Bildung und Forschung


                Indirekt solar-beheizter Reformer zur Herstellung von Methanol

                Projektlaufzeit: 01.12.2016 - 31.12.2019

                Im Projekt "Indiref" wird ein Prozess der indirekt solar-beheizten Reformierung zur Herstellung von Methanol aus Kohlenstoffdioxid und Erdgas weiterentwickelt. Die konventionelle Herstellung von Synstesegas, das Ausgangsprodukt für viele chemische Produkte wie zum Beispiel Methanol ist, verursacht signifikante Kohlenstoffdioxid Emissionen. Beim Einsatz von konzentrierter Solarstrahlung lassen sich die Emissionen stark reduzieren. Ein Kohlenstoffdioxid-Recycling im Prozess reduziert die Emissionen weiter. So kann die Nutzung von Sonnenergie in den Bereich der Chemieindustrie ausgeweitet werden.

                Im Vordergrund stehen die Entwicklung des Reformierungsreaktors und eines modifizierten Solar-Receivers für diese Anwendung, welche technisch umgesetzt und unter solaren Bedingungen getestet werden kann. Zur Erreichung maximaler Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems wird parallel ein Prozesssimulationsmodell aufgebaut und anhand der Versuchsergebnisse validiert. Auf Basis dessen erfolgt eine virtuelle Hochskalierung des Prozesses, um das technisch-ökonomische Potenzial für eine Markteinführung zu bewerten.

                Bisher wurde der solarbeheizte Reformierungsreaktor zur Erzeugung von Synthesegas entwickelt. Mit Hilfe von CFD-Simulationen erzielte das SIJ eine besonders effektive Wärmeübertragung und Synthesegaserzeugung für das entwickelte Bajonettrohrreaktorkonzept, auf dessen Basis ein Testreaktor konstruiert wurde. Der Versuchsaufbau wurde im Rahmen des Projekts im Synlight (künstliche Sonne des DLR) in Jülich aufgebaut, wo anschließend Tests mit künstlicher Sonneneinstrahlung durchgeführt werden. Eine Prozesssimulation der solarbeheizten Reformierungsanlage wurde mit der Software Dymola im industriellen Maßstab modelliert und simuliert.


                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
                • Hilger GmbH
                • Hille & Müller GmbH

                Gefördert durch:

                • Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von EFRE-Mitteln


                Volumetrischer Receiver mit hoher Luftrückführrate zur Verbesserung des Systemwirkungsgrades

                Projektbeginn: September 2016

                Die Technologie des offenen volumetrischen Receivers (HiTRec) bietet ein erprobtes, effektives und skalierbares Konzept zur bedarfsgeführten solaren Stromerzeugung an. Die HiTRec-Technologie hat deutliche Vorteile in der Einfachheit und Robustheit des Betriebs gegenüber Anlagen mit Salzschmelzereceiver. Die höhere Prozesstemperatur eröffnet darüber hinaus das Potential zur Nutzung moderner hocheffizienter 620°C­ Dampfprozesse.

                In diesem Projekt werden neue Ansätze zur Verbesserung der Luftreceivertechnik entwickelt. Dabei werden Konzepte sowohl für die kurzfristige, als auch für die längerfristige Umsetzung erarbeitet und getestet. Hauptansatz ist eine Modifikation in der Geometrie des Receivers inklusive einer verbesserten Rückführung der Warmluft. Zudem sollen durch eine optimierte Betriebsführung die Effizienz und der Jahresertrag gesteigert werden.


                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. | DLR
                • Kraftanlagen München GmbH | KAM



                Evaluation of the Dispatchability of a Parabolic Trough Collector System with Concrete Storage

                Link zur EDITOR-Homepage: EDITOR

                Projektlaufzeit: 01.10.2015 bis 30.09.2018

                Die Zielsetzung von EDITOR ist es, die Grundlastfähigkeit sowie Leistungsfähigkeit eines solarthermisches Systems, das für kontinuierlichen Betrieb konzipiert ist, zu demonstrieren und zu verifizieren. Während der Projektlaufzeit wird ein System bestehend aus einem mittelgroßen Parabolrinnenkollektor, Betonwärmespeicher und Kessel auf Zypern errichtet. Mit dem System wird Sattdampf produziert und in das Dampfsystem eines Getränkeherstellers eingespeist.

                Der Parabolrinnenkollektor erhitzt mit einem innovativen Vakuumreceiver ein neuartiges, umweltfreundliches Thermoöl auf über 400 Grad Celsius. Ein innovatives neues Betonwärmespeichersystem speichert die gewonnene Wärme, um diese in Zeiten ohne (ausreichender) Direktsolarstrahlung für die Produktion von Sattdampf zu nutzen.

                Im Projekt werden sowohl die technischen Aktivitäten der Installation, Inbetriebnahme und dem Betrieb der Anlage, als auch kommerzielle Gesichtspunkte, wie zum Beispiel die Machbarkeit hinsichtlich Hochskalierung, die Identifizierung von zukünftigen Kunden und der begleitende Kommunikationsprozess mit dem potentiellen Markt, umgesetzt.


                • protarget AG
                • Cyprus University of technology
                • CADE Soluciones de Ingeniería, S. L.
                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.

                Gefördert durch:

                • Bundesministerium für Bildung und Forschung


                Heliumkreislaufsysteme für Solarturmkraftwerke

                Projektlaufzeit: 01.09.2013 - 31.08.2016

                Ziel des Projektsist die Untersuchung, Entwicklung und Bewertung eines geschlossenen Heliumturbinenkreislaufs in Verbindung mit einem druckaufgeladenen Solarreceiver. Dazu werden verschiedene Kraftwerks-Konzepte mit der Simulationssoftware EBSILON®Professional modelliert. Weiterhin wird ein Helium-Receiver entwickelt, konstruiert und im Labormaßstab getestet. Die konzentrierte solare Energie wird hierbei durch ein Nahinfrarot-Strahlungsmodul nachgeahmt.

                Nutzen für die Allgemeinheit: Solar betriebene Gasturbinenprozesse weisen ein hohes Potenzial auf, um die Kosten solarthermischer Stromerzeugung zu senken. Helium hat sehr gute thermische Eigenschaften. So können Wärmeübertrager kleiner dimensioniert werden. Zudem müssen bei Einsatz von Helium keine Korrosionsvorgänge berücksichtigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass Helium einen geringen Druckverlust im Kreislauf aufweist. Dies wirkt sich positiv auf den Gesamtwirkungsgrad aus.

                Projektförderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung



                Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, des Nutzungsgrades sowie der Flexibilität und die Betriebsdauer des Speichersystems im Solarturm Jülich

                Projektbeginn: 01.07.2010 - 31.12.2013

                Mit dem solarthermischen Versuchskraftwerk Jülich (SVJ) wurde das weltweit erste Kraftwerk dieser Art in Deutschland gebaut. Dieses Projekt dient dem verbesserten Einsatz der Speichertechnologie und der damit verbundenen Senkung der Kraftwerksbetriebskosten. Schwerpunkt dieses Projektes ist mittels neuen nummerischen Simulationstools die Wirtschaftlichkeit, den Nutzungsgrad, die Flexibilität und die Betriebsdauer des Speichersystems zu erhöhen. Die Optimierungen sollen in einem innovativen Speichersystem-Konzept münden, der für den Einsatz in Solarturmkraftwerken prädestiniert ist.


                •     KBA-MetalPrint GmbH | KBA
                •     Kraftanlagen München GmbH | KAM


                Solare Produktion von Methanol aus Kohlendioxid

                Projektlaufzeit: 01.02.2009 bis 31.01.2012

                Im Rahmen des Projektes "SolMethCO²" wurden die Eigenschaften verschiedener Katalysatoren für die Reformierungsreaktion untersucht. Auf Basis von Literaturrecherche, Praxiserfahrung, Experimentenergebnisse und Simulationsrechnungen wurden diverse CO²-zu-Methanol-Verfahren analysiert und bewertet. Um ein besseres Verständnis über die Prozessparameter, wie Umsatz, Effizienz und Reaktionsgeschwindigkeit der CO²--Reformierung von Methan, zu gewinnen, wurde ein Laborteststand entwickelt und aufgebaut. Die Betriebscharakteristika wurden unter konstanten Bedingungen als auch unter solar-typischen fluktuierenden Randbedingungen analysiert. Es wurden zwei Szenarien untersucht: CO2-Erzeugung durch "Post-Combustion" und Synthesegasherstellung durch CO2-Reformierung, sowie Absorption von CO2 aus der Atmosphäre und photokatalytische Methanol-Direkterzeugung. Die Kommerzialisierung des Prozesses erlaubt eine Diversifizierung der Solarenergienutzung, zusätzlich zur Stromerzeugung als Brennstoff und als Rohstoff für die Chemieindustrie. 


                • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
                • Ferrostaal AG
                • FB Chemie und Biotechnologie der FH Aachen

                Gefördert durch:

                • Europäische Union - Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung


                  High Temperatures heat Exchange and Storage

                  Laufzeit: 01.10.2010 - 31.12.2016

                  Die Idee, Sand als Speichermedium für Wärmeenergie zu nutzen, ist Grundlage dieses Projektes. Die Beständigkeit bei hohen Temperaturen, die hohe Verfügbarkeit und die niedrigen Materialpreisen machen Sand zu einem hervorragenden Speichermaterial.Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Übertragung von Wärme aus bis zu 700°C heißer Luft in Sand.

                  In Zusammenarbeit mit dem DLR wurden in Laborversuchen die Eigenschaften von verschiedenen Sanden und Schüttgütern auf ihre Eignung als Wärmeträgermedium und als Wärmespeichermaterial getestet. Darauf aufbauend wurde eine Versuchsanlage für eine direkte Wärmeübertragung von Luft auf Sand konzeptioniert und gebaut. Damit wird das Verhalten des Sandes im Betrieb untersucht.

                  Dieser Wärmeübertrager soll eingesetzt werden um in Solarkraftwerken Schüttgut-Wärmespeicher zu realisieren. Ein weiterer Einsatzzweck ist bei Industrieprozessen zur Abluftwärme-Rückgewinnung denkbar.


                  Cuve Waters

                  Integriertes Wasserressourcen-Management im nördlichen Namibia

                  Laufzeit: 01.07.2009 - 30.06.2012

                  Kurzinformation: Im Projekt "CUVEwaters" wurden sechs mehrstufige Entsalzunganlagen in Akutsima im Norden Namibia installiert, um einen Beitrag zur Trinkwasserversorgung der circa 500 Bewohner zu leisten.

                  In Namibia, dem trockensten Land südlich der Sahara, ist der Norden mit 42 Prozent am Bevölkerunsanteil des Landes der am dichtesten besiedelte Raum. Ziel des Verbundprojektes war es, die Lebensbedingungen der Menschen in Namibia durch ein integriertes Wassermanangement zu verbesern.

                  Das Solar-Institut Jülich hat gemeinsam mit dem Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Jülich eine mehrstufige Eintsalzungsanlage (MSD - Multi-Stage Desalination System) zur solarthermicshen Wasserentsalzung entwickelt, die insbesondere durch wartungsarmen und robusten Betrieb speziell für entlegene Gebiete mit schwacher Infrastruktur geeignet ist und je nach Kollektortyp zwischen 60 und 80 Liter ´Trinkwasser pro Tag produziert. Der Betrieb benötigt keine elektrische Energie, da die Wärmezufuhr in die Anlagen rein thermosiphonisch erfolgt.

                  Im Rahmen des Projektes, wurde Ende 2010 sechs solcher MSD-Systeme in Akutsima, im Norden von Namibia, installiert und leisteten erfolgreich einen Beitrag zur Trinkwasserversorgung der circa 500 Bewohner.

                  Nähere Informationen finden Sie bitte unter folgendem Link:


                  • Ingenieurbüro für Energie- und Umwelttechnik Jülich (IBEU)

                  Gefördert durch:

                  • Bundesministerium für Bildung und Forschung