Vorstellung des Instituts für Energietechnik. Prof. Dr. Georg Erdmann

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1 Vorstellung des Instituts für Energietechnik 2014 Prof. Dr. Georg Erdmann

2 2 Naturwissenschaften Institut für Energietechnik Wirtschaftswissenschaften Institut für Energietechnik Ingenieurswissenschaften Grundlagenforschung sowie anwendungsbezogene und energiepolitische Themen Aktualität durch den Wandel der Energiemärkte, insbesondere bei den leitungsgebundenen Energien

3 3 Fachgebiete / Fachgebietsleiter Energiesysteme / Prof. Dr. Georg Erdmann Energietechnik und Umweltschutz / Prof. Dr.-Ing. George Tsatsaronis Energieverfahrenstechnik, Umwandlungstechniken regenerativer Energien / Prof. Dr. Frank Behrendt Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme / Prof. Dr. Tetyana Morozyuk Heiz- und Raumlufttechnik / Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel Maschinen und Energieanlagentechnik / Prof. Dr.-Ing. Felix Ziegler

4 4 Projektstudium Ingenieurwissenschaften PIW Selbst. Bearbeitung einer Komplexe Aufgabenstellung Motivation für das Studium durch frühzeitigen Kontakt zum ingenieurwissenschaftl. Aufgabengebiet Motivation dafür, warum das Studium zunächst mit mathematischen, natur- und ingenieurwissenschaftl. Grundlagen beginnt Erproben der team- und projektorientierten Ingenieurtätigkeit Bewertung je 1/3 Projektdurchführung Projektbericht und Präsentation

5 Fachgebiet Energietechnik und Umweltschutz Prof. Tsatsaronis Prof. Dr. Georg Erdmann

6 6 Lehrveranstaltungen In deutscher Sprache Thermodynamik I Energietechnik I und II Kraftwerkstechnik Vertiefendes Rechnerpraktikum zur Energietechnik In englischer Sprache Design, Analysis and Optimization of Energy Conversion Systems

7 7 Forschungsthemen Thermodynamische, wirtschaftliche und ökologische Optimierung energietechnischer Anlagen Einsatz thermischer Speicher in KWK-Anlagen Exergoökonomische Analyse des Carbon-Black -Prozesses Kosteneffiziente Abtrennung von CO 2 Entwicklung von kosteneffektiven Brennstoffzellen Entwicklung und Bewertung fortschrittlicher Energieumwandlungskonzepte Microenergy Versorgung strukturschwacher Regionen

8 8 PIW: Wirtschaftliche CO 2 -Reduktion bei der Stromversorgung einer Region Die Region L. wird durch ein Braunkohlekraftwerk des örtlichen Energieversorgers V. mit Elektrizität versorgt. V. Ist sich seiner sozialen und ökologischen Verantwortung bewusst. Vor dem Hintergrund des europaweiten Emissionshandels überlegt der Vorstand von V., wie CO2 Emissionen wirtschaftlich reduziert werden können. U.a. werden folgende Fragen untersucht: Sind Energieeinsparungen ausreichend? Ist der Einsatz von Brennstoffzellen und erneuerbaren Energien sinnvoll? wie groß sollten deren Anteile in einem zukünftigen Kraftwerkspark sein? Können Blockheizkraftwerke einen Beitrag zur Stromversorgung leisten? Teilnehmer: 12, Betreuer: Franziska Klaucke und Eike Mollenhauer

9 9 Fachgebiet Energieverfahrenstechnik, Umwandlungstechniken regenerativer Energien (EVUR) Vorstellung des Instituts für Energietechnik Seite 9

10 10 Lehre im Fachgebiet EVUR Umwandlungstechniken regenerativer Energien Technische Reaktionsführung Technik der Luftreinhaltung Energieverfahrenstechnik Praktika (Brennstofftechnik, Energieverfahrenstechnik, Technische Reaktionsführung, Technik der Luftreinhaltung, PIW, IESS) Vorstellung des Instituts für Energietechnik Seite 10

11 11 Forschung im Fachgebiet EVUR Anlagen, Messtechnik und Analytik Bereich Thermochemische Prozesse in Festbettreaktoren Bereich Energiesysteme Vorstellung des Instituts für Energietechnik Seite 11

12 12 PIW Projekt: Erzeugung CO 2 -neutraler Brenngase durch Vergasung von Biomasse Aus Biomasse (z. B. Holz) können durch biologische wie auch thermochemische Umwandlungsprozesse Brenngase gewonnen werden. Zur Erzeugung wird Biomasse in einem Wirbelschichtreaktor vergast. Die Wirbelschichttechnik kommt heute in vielen Bereichen der EVT, aber auch in der Verarbeitungs- und Fertigungstechnik zum Einsatz. Im PIW sollen einige grundlegende Aspekte der Erzeugung im Wirbelschichtreaktor (Simulation und Experiment) näher betrachtet werden Vorstellung des Instituts für Energietechnik Seite 12

13 Fachgebiet Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme Prof. Morozyuk Stefanie Tesch Prof. Dr. Georg Erdmann

14 14 Lehrveranstaltungen In englischer Sprache Energy Engineering I Energy Engineering II Thermal Design of Compression Refrigeration Machines Refrigeration Installations

15 15 Forschungsthemen Thermodynamische, wirtschaftliche und ökologische Optimierung kältetechnischer Systeme Weiterentwicklung von exergiebasierten Methoden Optimierung innovativer Konzepte zur Verdampfung von LNG Konzepte zur Verflüssigung von Erdgas Entwicklung und Optimierung alternativer Kälteprozesse für nachhaltige Anwendungen

16 16 PIW: Energie- und Kosteneffizienz im Bereich der Kältetechnik Der Bereich der Kältetechnik umfasst verschiedene Anlagen. Während zum Beispiel Kompressionskältemaschinen zur Bereitstellung von Kälte dienen, werden Wärmepumpen als Alternative zu konventionellen Heizungssystemen eingesetzt. Folgende Fragen sollen u.a. bearbeitet werden. Wann ist der Einsatz einer Wärmepumpenheizung aus ökonomischer und ökologischer Sicht sinnvoll? Welche Kosten entstehen bei dem Betrieb einer Kältemaschine? Wie ist es möglich erneuerbare Energie im Bereich der Kältetechnik integrieren? Teilnehmer: 9; Betreuerin: Stefanie Tesch

17 17 FG Gebäude-Energie-Systeme Fachgebiet Gebäude-Energie-Systeme, ehemals Hermann-Rietschel-Institut (HRI), ging aus der von Hermann Rietschel 1885 gegründeten Prüfstelle für Heizungs- und Lüftungseinrichtungen hervor. Es ist das weltweit älteste Universitätsinstitut für Heizungs- und Lüftung Prof. Kriegel 40 % des Primärenergiebedarfs werden zur Versorgung von Gebäuden eingesetzt hohes Optimierungspotential 90 % der Lebenszeit befinden wir uns in Innenräumen hohe Relevanz von Ergebnissen des HRI Erarbeitung von Normen, welche die Entwicklung der Heizund Raumlufttechnik in Deutschland mit geprägt haben

18 18 FG Gebäude-Energie-Systeme Energiesysteme für Gebäude Solare Energiesysteme für Gebäude Anlagen- und Rohrnetzplanung Computerunterstützte Energieplanung für Gebäude Energie- und Anlagentechnik für Gebäude Brandschutz Labor Gebäudetechnik Projekt Gebäudeenergietechnik Reinraumtechnik

19 19 Forschungsthemen Hermann-Rietschel-Institut Erstellung und Analyse von Klimatisierungskonzepten in Bezug auf Effizienz der Anlagentechnik und Behaglichkeit der Menschen Untersuchung und Simulation von instationären Raumluftströmungen

20 20 Forschungsthemen Hermann-Rietschel-Institut Erforschung und Simulation von innovativen Warmwasserspeichertechnologien Entwicklung von elektronische Messsysteme, u.a. zur Darstellung von Temperaturverteilung in Räumen Messmethoden zur Bestimmung von Raumluftströmungen und zur Visualisierung von Partikelverteilungen

21 PIW Thermische Behaglichkeit Der Stadtmensch verbringt 90% seiner Zeit in Innenräumen. Wovon hängt die thermische Behaglichkeit in Innenräumen ab? Projekt PIW Prozessingenieurwissenschaften WS 2014/2015 Projektvorstellung Fachgebiet Gebäude-Energie-Systeme Teilnehmer: 15 Betreuer: Benjamin Zielke Wie lässt sie sich messen? Schwerpunkt: Visualisierung der Luftbewegung Projektinhalt: Messung und Visualisierung von Lufttemperatur und Luftgeschwindigkeit im Experiment bei verschiedenen Lüftungssystemen. Auswertung und Berechnung der thermischen Behaglichkeit. Prof. Dr. Georg Erdmann

22 22 Fachgebiet Maschinen- und Energieanlagentechnik Prof. Ziegler

23 23 Lehre im Fachgebiet Maschinen- und Energieanlagentechnik Für das Grundstudium / Bachelorstudiengänge: Technische Wärmelehre (Wirtschaftsingenieurwesen u.a.) Energie- Impuls-und Stofftransport (EIS) I (Energie- und Prozesstechnik und alle Studiengänge der Fakultät II) Für das Hauptstudium / Masterstudiengänge: Maschinenlehre (insbes. Wirtschaftsingenieurwesen) mit Vertiefung regenerative Energien Kältetechnik Projektstudium Energieseminar; Entwurf und Planung von Energieversorgungsanlagen Laborpraktika

24 Forschungsfelder im Fachgebiet Maschinen- und Energieanlagentechnik Komponenten, Pilotanlagen, Prototypen: Absorptionskälte (Solares Kühlen, Kraft-Wärme-Kälte- Kopplung) Dampfstrahlkälte Wärmespeicher Thermosyphon-Pumpe Wirbelrohr Grundlagen: Wärme- und Stoffübergang, (Verdampfung, Kondensation, Absorption, Desorption...) Absorptionskälteanlage und: Systemanalyse, Machbarkeitsstudien, Projektbegleitung Blasensieden Prof. Dr. Georg Erdmann

25 25 PIW: Anlage zur solaren Kälteerzeugung Konventionelle Raumkühlung ist günstig in der Anschaffung, aber teuer im Betrieb Aus der Forschung: Kühlen mit PV-Modulen, um die Umwelt zu schonen Untersuchung der Konkurrenzfähigkeit des neuen Produkts gegenüber konventionellen Lösungen Teilnehmer: 15 Betreuer: Jan Stemann

26 26 Fachgebiet Energiesysteme e Prof. Erdmann

27 27 Lehre im FG Energiesysteme Grund-/Bachelorstudium: Wirtschaftliche Grundlagen für Studierende der Ingenieurwissenschaften Energiewirtschaft Energy Economics Haupt-/Masterstudium: Energiesysteme Neue Entwicklungen auf den Energiemärkten Energiepolitik in der Energiewende

28 28 Forschungsprofil FG Ensys Windkraft Systemanalysen Optimierung Ökonometrie Wettbewerb Brennstoffzelle Regelenergie Kosten, Preise Unternehmensstrategien Wasserstoff Bio-Kraftstoffe Innovationen CO 2 -Zertifikate EnWG EEG Industrieökonomik Evolutionstheorie Public Choice Märkte Volkswirtschaft Versorgungssystem Investitionen

29 29 ENSYS: PIW-Projekte Energiewende aus Bürger- und Kundensicht ein empirisches Experiment Frage Methode Partner Warum? Energiewende erfordert Akzeptanz in der Bevölkerung. Doch was bedeutet das konkret? Wir wollen von Bürgern und Kunden erfahren: Was erwarten Sie von der Energiewende und von Ihrem Energieversorger? Welche neuen Produkte und Dienstleistungen wünschen Sie sich? Empirische Befragung unter Kunden/Bürgern in Tübingen: Befragung auf 4 verschiedenen Kanälen: Online, Post, Telefon, Straße Projektteam teil sich in Gruppen auf, einige Gruppen reisen zur Feldstudie nach Tübingen Anschließend einfache, deskriptive Analyse der Ergebnisse + Empfehlungen Kooperationspartner Stadtwerke Tübingen unterstützt unser Projekt Feldstudie in Tübingen (alle Reise-/Unterkunftskosten werden übernommen) Warum sollten Sie dieses Projekt wählen? Hochaktuelle Fragestellung, die für die Energiewende von hoher Relevanz ist Enger Praxisbezug und Gelegenheit zur Zusammenarbeit mit einem Unternehmen Sie arbeiten in einem großartigen Team und empirische Arbeit macht Spaß 40 Teilnehmer/innen. Betreuer: Markus Graebig, FG Energiesysteme