Energieerzeugung - GreenTech BW
Technology

Materialerwärmung mit Mikrowellen

Mikrowellen‑Materialerwärmung ermöglicht schnelle, gezielte und energieeffiziente Erwärmung – für nachhaltige Prozesse in Produktion und Chemie.
Date:

Technology Check

Technology Readiness Level (TRL)

How ready is the technology?
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Market Readiness

When will the technology be ready for the market?
Heute
2030
2035
2040

Ámbito

In which scope according to the GHG Protocol does the technology operate?
1
2
3

Economic Efficiency

What is the ratio of financial investment to generated benefit?
€
€€
€€€

Potential reduction in environmental impact

How much can the negative environmental impact be reduced by using this technology compared to conventional methods?
Groß Mittel Klein

Definition und Wirk-/Funktionsprinzip

Bei dem Einsatz von Mikrowellenstrahlung handelt es sich um ein thermisches Verfahren, das in der Regel zum Erwärmen von Bauteilen, zum Trocknen oder Härten eingesetzt werden kann. Der typische Frequenzbereich liegt um 2,45 GHz. Das Grundprinzip basiert darauf, dass in den zu erwärmenden Materialien polarisierbare Moleküle sind. Dieser werden in dem von der Mikrowellenstrahlung erzeugten elektromagnetischen Feld ausgerichtet. Durch ein entsprechendes Wechselfeld werden die Moleküle immer neu ausgerichtet und erzeugen dabei Wärme. Im Gegensatz zu alternativen Verfahren wird diese direkt im Volumen erzeugt und nicht an der Oberfläche. Etabliert ist die Technologie für Trocknung und in der Lebensmittelbranche. Spezialanwendungen, Sinterprozesse sind zum Teil noch in der Entwicklung und nicht industriell verbreitet.

Mikrowellenerwärmung - Schaubild
Mikrowellenerwärmung - Schaubild (ITA, RWTH Aachen)

SWOT analysis

What are the current strengths and weaknesses of the technology? What external developments (opportunities, risks) influence the technology?

Strengths

  • Sehr schnelles und flexibles Verfahren, das zur Erwärmung von Volumenkörpern genutzt werden kann
  • Erreichbare Energieeffizienz ist sehr hoch
  • Selektive Prozessführung möglich, um lokal Wärme zu erzeugen

Weaknesses

  • Investitionskosten sind relativ hoch
  • Wirksamkeit hängt von den Materialien ab, die Erwärmt werden sollen
  • Wirksamkeit bei inhomogenen Materialien eingeschränkt, führt auch zu ungleichmäßiger Erwärmung
  • Know-How für Prozessregelung erforderlich

Opportunities

  • Prozess kann mit erneuerbaren Energien kombiniert werden und somit nachhaltig geführt werden
  • Integration in digitale Prozesssteuerung und Kombination mit Energie- und Lastmanagementsystemen erhöht den Nutzen
  • Verstärkter Einsatz in Chemie und Werkstofftechnik

Threats

  • Konkurrenz durch alternative Technologien, wie Induktion oder Infrarot
  • Hohe Anforderungen an elektromagnetische Abschirmung

Erfolgsbeispiel

Der Artikel beleuchtet die Eignung von Mikrowellen für Trocknungsarbeiten und das Potenzial zur Energieeinsparung.
Zum Erfolgsbeispiel

Technologieanbieter

Mögliche Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: EL-A Verfahrenstechnik GmbH, AFT microwave GmbH

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