Laufende Projekte
- Anionentauschermembran-Wasserelektrolyse (AEMWE) – Ni-Mn Anoden für kostengünstigen grünen WasserstoffEinklappen
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Anionentauschermembran-Wasserelektrolyse (AEMWE) – Ni-Mn Anoden für kostengünstigen grünen Wasserstoff
Development of highly active anodes for anion exchange membrane electrolysers to enable low-cost green hydrogen – BMBF Projekt HighHy
Inhalt/Ziele:
Die Gewinnung von „grünem Wasserstoff“ durch Elektrolyse aus regenerativem Strom ist eine Schlüsseltechnologie der Energiewende. Dafür werden bislang teure und schwer verfügbare Edelmetallkatalysatoren verwendet. Im Projekt HighHy sollen kostengünstige und ressourcenschonende Katalysatoren für die alkalische Wasserelektrolyse entwickelt werden.
In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM sowie den drei neuseeländischen Universitäten Canterbury, Auckland und Wellington sollen Elektroden für die Wasserelektrolyse mit Anionentauschermembran (AEMWE) hergestellt und erforscht werden. Im Konsortium sollen hocheffiziente Anoden konzipiert, über umweltfreundliche Synthesewege hergestellt und unter realen Arbeitsbedingungen direkt im Betrieb getestet werden. Dabei sollen kostengünstige und ressourcenschonende Katalysatoren, die keine seltenen Edelmetalle wie Iridium enthalten, sondern mit Nickel und Mangan arbeiten, genutzt werden. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Christina Roth wird der Lehrstuhl für Werkstoffverfahrenstechnik poröse Ni und Ni-Mn Elektroden über die Wasserstoffblasentemplatierung (DHBT) herstellen und im Betrieb, d.h. operando, charakterisieren.
Übergeordnetes Ziel des F&E-Vorhabens HighHy ist es die AEM-Elektrolyse so weiterzuentwickeln, dass sie im Industriemaßstab zur Gewinnung von grünem Wasserstoff eingesetzt werden kann.
Laufzeit: 09/2022 - 08/2025
Finanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner: Fraunhofer IFAM Dresden
Kontakt: Lehrstuhl Werkstoffverfahrenstechnik, Prof. Dr.-Ing. Christina Roth
- Einfluss von Reinsauerstoff und Populationsdynamiken auf die biologische Stufe kommunaler Kläranlagen: Eine Untersuchung zur Optimierung von Reinigungsleistung und EnergieeffizienzEinklappen
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Einfluss von Reinsauerstoff und Populationsdynamiken auf die biologische Stufe kommunaler Kläranlagen: Eine Untersuchung zur Optimierung von Reinigungsleistung und Energieeffizienz
Inhalte/Ziele:
Im Rahmen des Projektes „ZET-Reallabor Energiezukunft Wunsiedel“ wird am Lehrstuhl Bioprozesstechnik derzeit untersucht, welchen Einfluss die Zugabe von reinem Sauerstoff anstatt Umgebungsluft auf die Reinigungsleistung, die Population und den Energieverbrauch der biologischen Stufe einer Kläranlage hat. Ziel ist die Analyse des Einflusses der Sauerstoffzufuhr auf die Systemleistung. Zusätzlich wird die Wirkung definierter Bakterienstämme in freier und immobilisierter Form untersucht. Die Bewertung erfolgt anhand chemisch-physikalischer Parameter der Klärstufen und der mikrobiellen Populationsdynamik.
Laufzeit: 01/2021 - 12/2025
Finanzierung: Oberfrankenstiftung
Projektpartner: WUN H2 GmbH
Kontakt: Lehrstuhl Bioprozesstechnik
- ZET-Reallabor Energiezukunft WunsiedelEinklappen
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ZET-Reallabor Energiezukunft Wunsiedel
Inhalt/Ziele:
Wesentliches Ziel des Projekts ist es, in Wunsiedel eine der größten deutschen Power-to-Gas (PtG)-Anlagen zu verwirklichen und durch das Zentrum für Energietechnik der Universität Bayreuth zu einem Reallabor Energiezukunft werden zu lassen. Das PtG-Konzept ist ein wichtiger Baustein in der Sektorkopplung. Dabei werden Stromüberschüsse der erneuerbaren Energiequellen Wind und Sonne genutzt, um Wasserstoff mittels Elektrolyse zu erzeugen. Dies macht eine stoffliche Speicherung realisierbar. Anschließend kann der Wasserstoff in Mobilitäts- oder Industrieanwendungen zeitversetzt zum Einsatz kommen. Für das beantragte Projekt bietet der Standort Wunsiedel durch die bestehende Infrastruktur des Energieparks und die damit verbundenen Synergie- und Anwendungspotentiale einzigartige Voraussetzungen.
Die Arbeiten des ZET zielen auf eine Betriebsoptimierung von PtG-Anlagen unter Berücksichtigung der Verschaltungs- und Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Energieerzeugungseinheiten ab. Dies wird exemplarisch anhand des Standorts Wunsiedel wissenschaftlich untersucht. Des Weiteren werden Konzepte wie die Erzeugung synthetischer Kraftstoffe (sogg. Efuels) für eine nachhaltige und wirtschaftlich sinnvolle Erweiterung der Anlage erforscht. Die Forschungsarbeiten werden durch vier wissenschaftliche Mitarbeiter des ZET im Reallabor am Standort Wunsiedel durchgeführt. Die Doktoranden werden durch die ZET-Lehrstühle Technische Thermodynamik und Transportprozesse (LTTT), Chemische Verfahrenstechnik (CVT), Elektrische Energiesysteme (EES) und Bioprozesstechnik (BPT) betreut.
Laufzeit: 01/2021 - 12/2025
Finanzierung: Oberfrankenstiftung
Projektpartner: WUN H2 GmbH
Kontakt: Zentrum für Energietechnik
- Identifizierung und Charakterisierung von nichtentzündbaren Flüssigkeitsgemischen mit niedrigem Treibhauspotenzial für thermodynamische Zyklen in Carnot-BatterienEinklappen
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Identifizierung und Charakterisierung von nichtentzündbaren Flüssigkeitsgemischen mit niedrigem Treibhauspotenzial für thermodynamische Zyklen in Carnot-Batterien
Inhalt/Ziele:
In diesem Projekt werden geeignete Arbeitsfluide für Carnot-Batterien identifiziert und charakterisiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf zeotropen Gemischen aus natürlichen Kohlenwasserstoffen und ungesättigten teilhalogenierten Kältemitteln. Mittels einer inversen Engineering-Methode werden günstige Mischungskomponenten und Konzentrationen ermittelt, um ein effizientes, nichtentzündbares und GWP-armes Arbeitsmittel zu erhalten. Die identifizierten Gemische werden experimentell auf ihre Entflammbarkeit, ihre Wärmeübertragungseigenschaften und ihrer Zyklusleistung untersucht. Die wichtigsten Schritte sind: (1) die Auswahl des Fluids nach dem Ansatz der inversen Auslegung, (2) die Vorhersage und experimentelle Charakterisierung der Entflammbarkeit, (3) Wärmeübertragungsmessungen und Bestimmung geeigneter Korrelationen, (4) die Leistungsbewertung der Arbeitsfluidmischung auf Teilsystemebene. Mit einem vorhandenen Prüfstand werden die Leistungsabgabe und der exergetische Wirkungsgrad auf ORC-Systemebene für Voll- und Teillast sowie für reine und ausgewählte Gemische gemessen. Darüber hinaus werden auch die Pumpen- und Expanderwirkungsgrade bewertet. Das im Themenbereich C des Schwerpunktprogramms SPP 2403 angesiedelte Projekt ist so geplant, dass es eng mit anderen Projekten vernetzt ist.
Laufzeit: 11/2023 bis 10/2026
Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Projektpartner: DFG- Schwerpunktprogramm SPP 2403/1 - Carnot-Batterien
Kontakt: Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse
- Mikrobielle Brennstoffzellen als Schlüsseltechnologie für nachhaltige Abwasserbehandlung und EnergiegewinnungEinklappen
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Mikrobielle Brennstoffzellen als Schlüsseltechnologie für nachhaltige Abwasserbehandlung und Energiegewinnung
Inhalte/Ziele:
Mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ) gelten als innovative Technologien, die erneuerbare Energie erzeugen und gleichzeitig Schadstoffe abbauen können. Am Lehrstuhl für Bioprozesstechnik liegt der Fokus auf der gleichzeitigen Abwasserreinigung und Energiegewinnung durch MBZs. Dabei wird insbesondere die Zersetzung organischer Schadstoffe bei gleichzeitiger Stromerzeugung untersucht. Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf den Einsatz in der Abwasserbehandlung sowie auf die Optimierung von Elektrodenmaterialien und die Wiederverwertung von Komponenten. Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit werden kostengünstige Alternativen zu teuren MFC-Bauteilen angestrebt. Eine techno-ökonomische Analyse sowie eine Ökobilanzierung sollen die Umsetzbarkeit und Nachhaltigkeit der Technologie bewerten. Langfristig wird die Forschung auf weitere mikrobielle elektrochemische Systeme ausgeweitet, um neben Strom auch wertvolle Produkte zu gewinnen.
Laufzeit: 01/2024 – 12/2026
Kontakt: Lehrstuhl Bioprozesstechnik
- ReSCR - Entwicklung und Demonstration einer brennstoffflexiblen SCR-Nachrüstlösung für ReststofffeuerungenEinklappen
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ReSCR - Entwicklung und Demonstration einer brennstoffflexiblen SCR-Nachrüstlösung für Reststofffeuerungen
Inhalt/Ziele:
Die bei der energetischen Nutzung biogener Reststoffe entstehenden Schadstoffemissionen müssen mittels geeigneter Abgasreinigungssysteme gemindert werden. Bei der Konversion biogener Reststoffe entstehen neben Partikelemissionen aufgrund relativ hoher Stickstoffgehalte im Brennstoff auch erhöhte NOx-Emissionen, welche am effektivsten durch das Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) gemindert werden können.
In dem Forschungsvorhaben soll eine SCR-Nachrüstlösung für mit biogenen Rest- und Abfallstoffen betriebene Kesselanlagen im kleinen und mittleren Leistungsbereich (< 1 MWth) entwickelt werden.
Dabei kommt eine innovative Hochfrequenztechnik zum Einsatz, die kontinuierlich den NH3-Beladungszustand des SCR-Katalysators misst und die Reduktionsmittelmenge automatisch an den tatsächlichen brennstoff- und lastabhängigen Bedarf anpasst. Die Funktionsweise des SCRSystems soll an einer Feuerungsanlage mit verschiedenen biogenen Rest- und Abfallstoffen demonstriert werden, wobei neben der erreichbaren NOx-Minderung auch die Effekte einer Kombination mit Systemen zur Partikelabscheidung untersucht werden sollen.
Laufzeit: 07/2025 – 07/2028
Finanzierung: BMWK, Projektträger Jülich
Projektpartner: Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ), H+H Engineering & Service GmbH
Kontakt: Lehrstuhl für Funktionsmaterialien
- Untersuchung des Biogaspotentials unterschiedlicher Substrate für den Einsatz in großtechnische BiogasanlagenEinklappen
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Untersuchung des Biogaspotentials unterschiedlicher Substrate für den Einsatz in großtechnische Biogasanlagen
Inhalte/Ziele:
Zur Untersuchung des Biogaspotentials werden am Lehrstuhl Bioprozesstechnik verschiedene organische Substrate hinsichtlich ihrer Biogasausbeute analysiert. Aufgrund der Vielzahl und unterschiedlichen Beschaffenheiten der Substrate werden hierbei deren Einsatzmöglichkeiten untersucht. Dabei kommen standardisierte Gärtests zum Einsatz, bei denen die Substrate unter anaeroben Bedingungen eingesetzt werden.
Laufzeit: 01/2024 - 12/2026
Projektpartner: Biogas Academy Campus GmbH, Flintbek
InVerTec - Institut für Innovative Verfahrenstechnik e.V., BayreuthKontakt: Lehrstuhl Bioprozesstechnik
- Heiz- und Kühlsysteme mit klimafreundlichen ArbeitsmedienEinklappen
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Heiz- und Kühlsysteme mit klimafreundlichen Arbeitsmedien
Inhalt/Ziele:
Der Einsatz von umweltfreundlichen Arbeitsmedien, wie CO2 oder natürliche Kohlenwasserstoffe, in der Kälte-, Heizungs- und Klimatechnik wird durch die aktuelle Novellierung der EU-Richtlinien weiter konsequent vorangetrieben. Das Projekt „Wärme-Klima-freundlich“ beinhaltet in diesem Zusammenhang die folgenden maßgeblichen Zielsetzungen:
- Technisch-wirtschaftliche Bewertung von Wärmepumpen (und Kälteanlagen) mit
natürlichen Kältemitteln für Wohngebäude und Industrieanwendungen.
- Realisierung eines Wissenstransfers der erzielten Ergebnisse.Zur Umsetzung dieser Ziele erfolgt die Charakterisierung von Wärmepumpensystemen mit klimafreundlichen Kältemitteln auf Basis des Stands der Forschung und der Technik. Da-rauf aufbauend werden die Systeme simulationsgestützt analysiert. Im Fokus liegt dabei die technisch-wirtschaftliche Bewertung von Wärmepumpen für unterschiedliche Anwendungsszenarien.
Diese Szenarien beinhalten auch eine Variation der potentiellen Wärmequelle, wie zum Bespiel Erdwärme, Umweltwärme, Grundwasser sowie industrielle Abwärme. Aus den Jahressimulationen werden Handlungsempfehlungen zur Technologieauswahl und Optimierungsansätze abgeleitet. Des Weiteren wird die Übertragbarkeit dieser Erkenntnisse auf die Kältebereitstellung im industriellen Umfeld untersucht. In Form von Workshops wird ein Wissenstransfer mit Herstellern und Anwendern ermöglicht, um Systemanforderungen zu definieren und Projektergebnisse zu diskutieren.Abschließend ist die Verwertung in Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Landesamt für Umwelt in Form einer Broschüre und eines Seminars vorgesehen.Laufzeit: 12/2023 bis 04/2027
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz
Projektpartner: Bayerisches Landesamt für Umwelt
Kontakt: Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse
- Windshield – Neuartige Halbleiterschutztechnologie für die Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung bei Windkraftanlagen Einklappen
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Windshield – Neuartige Halbleiterschutztechnologie für die Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung bei Windkraftanlagen
Inhalt/Ziele:
Die technische Entwicklung der Windkraftanlagen in Deutschland hat sich in den letzten 20 Jahren hauptsächlich auf die Konstruktion immer größerer Anlagen konzentriert.
Einen wichtigen Beitrag dazu hat der Fortschritt auf dem Gebiet der Leistungselektronik beigesteuert. Erhebliche Leistungsdichtesteigerungen und Verlustreduktionen bei der Energieerzeugung und -wandlung haben wesentlich zur Senkung der Stromentstehungskosten aus regenerativen Energiequellen beigetragen. Um weiterhin eine solch hohe Innovationsgeschwindigkeit aufrecht erhalten zu können, ist es notwendig weitere Potentiale zu heben, die sich nur aus systemischen Gesamtoptimierungen auf Umrichterebene erschließen lassen und gleichzeitig Komplexität und Zeitdauer aus der Entwicklungsphase neuer Anlagen nehmen.
An dieser Stelle greift das „WindShield“ Konzept an. Durch die angestrebte Integration eines neuartigen, autonomen Schutzkonzeptes direkt in ein Halbleiterleistungsmodul können zur Erhöhung der Leistungsdichte neuartige verlustoptimierte Halbleiterchips eingesetzt werden.
An einem geplanten Demonstrator wird zum einen die Zielerreichung in Bezug auf die verbesserte Leistungsfähigkeit und Verlustreduktion überprüft, als auch die industrielle Realisierbarkeit der innovativen Lösungsansätze bewertet.
Innerhalb des Teilprojektes wird ein analoger Zwilling erforscht, welcher bei geringerer Leistung und diskreter Aufbautechnik der Elektronik eine Untersuchung der Eigenschaften insbesondere auch in Bezug auf Variationen zulässt.
Laufzeit: 6/2024 bis 5/2027
Finanzierung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Projektpartner: Infineon Technologies AG, Ingenieurbüro Hoffmann GmbH
Kontakt: Lehrstuhl für Mechatronik
- Ganius – Forschung zu TemperaturSensitiven Elektrischen Parametern (TSEP) von GalliumNitrid für neu EnergiewandlerEinklappen
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Ganius – Forschung zu TemperaturSensitiven Elektrischen Parametern (TSEP) von GalliumNitrid für neu Energiewandler
Inhalt/Ziele:
Sowohl für die elektrische Auslegung als auch mechanische Dimensionierung auf Lastwechselfestigkeit ist die Temperatur eines Leistungshalbleiters eine extrem wichtige Größe. Es werden dafür Verfahren benötigt, die eine Temperaturbestimmung im elektrischen Betrieb erlauben, wobei eine Zugänglichkeit für direkte konventionelle
Messverfahren (z.B. optisch) nicht gegeben ist. Bei den verbreiteten Leistungshalbleitern auf Si oder SiC Basis sind unterschiedliche Verfahren bekannt, wobei als Referenz der Temperaturkoeffizient des pn-Überganges ausgenutzt wird. Bei GaN basierten Halbleitern im SPP GaNius existiert heute kein etabliertes Verfahren zur Temperaturbestimmung und die Struktur der Bauelemente verfügt über keinen klassischen pn-Übergang im Leistungspfad. Gleichzeitig werden GaN Bauelemente oft in Gahäusebauformen ausgeführt, welche auch keine direkte optische Zugänglich erlauben. Damit besteht die Erforderniss über temperatursensitive elektrische Parameter (TSEP) auf die Halbleitertemperatur schließen zu können.
Das Projekt beginnt mit einem Review bekannter Verfahren und Ermittlung der Eigenschaften in Bezug auf GaN Bauelemente, wobei dort die haute hauptsächlich üblichen Strukturen betrachtet werden wie GaN-eMode, d-mode bzw. Kaskode und GaN-GIT. Es werden in einer nächsten Stufe die Sensitivitäten und auch Quersensitivitäten (z.B. auf Strom und Spannung) ermittelt. Auf dieser Basis werden die erreichbaren Genauigkeiten ermittelt. Begleitend erfolgt eine theoretische Modellbildung für die Effekte, welche jeweils mit Messungen abgeglichen wird. Aus diesen Voruntersuchungen sollen die aussichtsreichsten Verfahren gefiltert werden. Auf Basis dieser Verfahren soll der Einsatz in einem taktenden Stromrichter untersucht werden. So sollen die Effekte der GaN Besonderheiten wie z.B. "dynamischer RDS-on" auf die Messverfahren untersucht werden, auch hier soll eine Modellbildung erfolgen, um im Sinne eines "digitalen Zwillings" parallel eine Nachbildung zu rechnen und so einen Abgleich zur Messung zu ermöglichen.
Alternativ zur analytischen Nachbildung soll hier auch auf ein angelerntes neuronales Netz zur Anachbildung der nicht-linearen zusammenhänge zurückgegriffen werden. Den Abschluss des Projektes bildet ein Aufbau der in Rahmen eines Lastwechseltests online eine Temperaturerfassung ermöglichen soll. Alternativ werden im letzten Arbeitspaket die Effekte bei Parallelschaltung mehrerer Einzelelemente untersucht.
Laufzeit: 9/2024 bis 8/2027
Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Kontakt: Lehrstuhl für Mechatronik
- Hybride Fe FlussbatterieEinklappen
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Hybride Fe Flussbatterie: Theorie und Experiment
Inhalt/Ziele:
Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energiequellen führt zur Notwendigkeit effizienter Langzeitspeichersysteme. Redox-Flow-Batterien können hier eine Lösung sein, da sie Schwankungen im Stromnetz ausgleichen können. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) stand bisher im Mittelpunkt der Forschung, aber die Toxizität und Knappheit von Vanadium erfordert eine nachhaltigere Alternative. In den letzten Jahren hat die Redox-Flow-Batterie auf Fe-Basis (IRFB) (wieder) an wissenschaftlicher Aufmerksamkeit gewonnen, da Eisen in der Erde reichlich vorhanden und unschädlich ist. In der All-Fe-Batterie lagert sich Eisen jedoch als Fe0 auf der negativen Elektrode ab, was eine unabhängige Skalierung von Energie und Leistungsdichte nicht mehr möglich macht. Außerdem wird die parasitäre Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER) bei negativen Elektrodenpotentialen begünstigt, was die Ladeeffizienz der Batterie verringert.
Das Ziel dieses gemeinsamen Projekts ist es, die Parameter, die zur Wasserstoffentwicklung (HER) und zur inhomogenen Eisenabscheidung auf der negativen Elektrode führen, zu verstehen und zu verbessern. Dies geschieht durch die Verknüpfung von Experimenten und Modellsimulationen auf verschiedenen Längenskalen, die entweder mit einer verbesserten Grenzfläche, Elektrode oder verbessertem Systemdesign zusammenhängen.
Laufzeit: 01.01.2024 - 31.12.2027
Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Projektpartner: Universität Bayreuth - Juniorprofessur für Methoden des Batteriemanagements -
Prof. Dr. Fridolin RöderKontakt: Alena Neudert, Prof. Dr.-Ing. Christina Roth
- Reduktion der thermischen Wechsellastbeanspruchung von Leistungshalbleitern durch eine nicht-lineare Phasenwechsel-KühlungEinklappen
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Reduktion der thermischen Wechsellastbeanspruchung von Leistungshalbleitern durch eine nicht-lineare Phasenwechsel-Kühlung
Inhalt/Ziele:
Dieses Projekt hat das Ziel, eine unkonventionelle Art der Kühlung zu untersuchen, welche auf der Oberseite eines Leistungshalbleiterchips durch eine nicht-lineare thermische Kapazität arbeitet. Damit soll gezielt die thermische Impedanz in bestimmten Zeitbereichen reduziert werden. Dieses Kühlverfahren soll realisiert werden durch den Phasenwechsel eines Materials, bevorzugt flüssig-gasförmig, wobei das Medium nur in indirektem Kontakt mit dem Chip stehen soll, um chemische Reaktionen auszuschließen und die elektrische Isolation sicherzustellen. Der zweite Aspekt der Untersuchung betrifft eine Methodenuntersuchung bzw. -entwicklung, hier soll die Modellierung einer solchen nicht-linearen Kühlung erforscht werden, um auf Basis von Lastprofilen eine Vorhersage der Temperaturen des Leistungschips zu ermöglichen.
Das hier vorgeschlagene Vorhaben wurde auch mit Industriepartnern diskutiert. Hierbei wurde signalisiert, dass die Ziele sinnvoll seien. Das Konzept wurde allerdings aus Industriesicht als „Grundlagenthema“ mit ungewissen Ergebnissen eingestuft, so dass eine direkte Förderung durch die Industrie nicht in Aussicht gestellt wurde.
Abbildung 1 zeigt die typische thermische Impedanz von Leistungshalbleitern. Bisherige Verfahren zur Verbesserung dieser verfolgen eine Reduktion des thermischen Widerstandes oder eine Erhöhung der thermischen Kapazität, wobei dann meist der thermische Widerstand zunimmt. Ziel des Förderprojektes ist die Untersuchung und Methodenentwicklung für eine nicht-lineare Erhöhung der thermischen Kapazität ohne gleichzeitige Verschlechterung des thermischen Widerstandes. Auch soll die thermische Impedanz vor allem für hohe Temperaturen reduziert werden durch Ausnutzen des Phasenüberganges bei einem Medium.
Laufzeit: 3/2025 bis 2/2028
Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Kontakt: Lehrstuhl für Mechatronik
- Geothermie-Allianz BayernEinklappen
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Geothermie-Allianz Bayern
Inhalt/Ziele:
Das bayerische Verbundprojekt verfolgt einen ganzheitlichen Forschungsansatz zur verbesserten Nutzung der Tiefen Geothermie. Das ZET ist insbesondere in das Teilprojekt „Effiziente und flexible Kraftwerke“ eingebunden. Dort werden obertägige Anlagen und Kraftwerke zur geothermischen Energieerzeugung untersucht und optimiert. Der Fokus liegt einerseits auf möglichen Kreislaufkonzepten und dort eingesetzten Fluiden, die in Kombination einen hohen Wirkungsgrad und eine flexible Auskopplung von Wärme erlauben. Wirkungsgradsteigernde Optimierungsmaßnahmen sollen in einer Versuchsanlage umgesetzt werden. Darüber hinaus sollen auch Fragestellungen zur Dimensionierung, der besten Anlagenvariante und möglicher Standorte beantwortet werden. In zukünftigen Strommarktszenarien sollen die Chancen und Risiken für die Bereitstellung von Regelenergie bei Geothermie-Anlagen im KWK-Betrieb bewertet werden. In enger Kooperation mit Betreibern soll der Eigenbedarf von existierenden Anlagen reduziert werden. Neben der Tauchkreiselpumpe (siehe eigenes Teilprojekt) ist hier insbesondere das Kondensationskonzept zu untersuchen. Hier wird zwischen indirekter Kondensation durch einen Kühlkreislauf mit der Verdunstung von Wasser und direkter Kondensation des Arbeitsmediums durch Luftkondensatoren unterschieden. Hybride Varianten erlauben eine besonders effiziente Rückkühlung.
Laufzeit: 01/2016 - 12/2028
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst
Projektpartner: TU München, FAU Erlangen, HS München
Kontakt: Lehrstuhl für Technische Thermodynamik und Transportprozesse