Projektstudium Ingenieurwissenschaften PIW. Vorstellung des Instituts für Energietechnik. WiSe 2016 / 2017

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1 Projektstudium Ingenieurwissenschaften PIW Vorstellung des Instituts für Energietechnik WiSe 2016 / 2017

2 2 Institut für Energietechnik Naturwissenschaften 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 und Fachgebietsleiter Energiesysteme Prof. Dr. Georg Erdmann Energietechnik und Umweltschutz Prof. Dr.-Ing. George Tsatsaronis Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien Prof. Dr. Frank Behrendt Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme Prof. Dr. Tetyana Morozyuk Gebäude-Energie-Systeme Prof. Dr.-Ing. Martin Kriegel Maschinen- und Energieanlagentechnik Prof. Dr.-Ing. Felix Ziegler

4 4 Projektstudium Ingenieurwissenschaften PIW komplexe Aufgabenstellung selbstst. Bearbeitung 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 5 FG Energiesysteme en TU Berlin sys energie ergie t eme Prof. Erdmann

6 Lehre im FG Energiesysteme 6 Grund-/Bachelorstudium: Wirtschaftliche Grundlagen für Studierende der Ingenieurwissenschaften Haupt-/Masterstudium: Energiewirtschaft/ Energy Economics Energiesysteme Neue Entwicklungen auf den Energiemärkten Energiepolitik in der Energiewende

7 7 Forschungsprofil FG Energiesysteme 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

8 8 PIW: Wie weit sind wir mit der Energiewende? Die Energiewende ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Im Jahr 2010 hat die Bundesregierung konkrete Zielvorgaben beschlossen, damit Deutschland künftig eine der energieeffizientesten und umweltschonendsten Volkswirtschaften der Welt wird. Doch wie weit sind wir mit der Energiewende bereits gekommen? Zentrale Fragestellungen: Reichen unsere Bemühungen, um das Klimaziel zu erreichen? Gelingt uns der Kernenergieausstieg? Erneuerbare Energien haben sich im Strombereich schon etabliert, aber wie sieht es bei den Sektoren Verkehr und Wärme aus? Teilnehmer: 2 Gruppen à 15 Studenten Betreuung: Christopher Koch, David Schröder

9 9 FG Energietechnik und Umweltschutz Prof. Tsatsaronis

10 Lehre im FG Energietechnik und Umweltschutz 10 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

11 Forschungsprofil FG Energietechnik und Umweltschutz 11 Weiterentwicklung und Anwendung exergoökonomischer und exergoökologischer Methoden Mathematischen Optimierungsmethoden bei Entwurf und Betrieb von Energieumwandlungsanlagen Kosteneffiziente Abtrennung von CO 2 Entwicklung von kosteneffektiven Brennstoffzellen Entwicklung und Bewertung fortschrittlicher Energieumwandlungskonzepte Microenergy Versorgung strukturschwacher Regionen

12 12 PIW: wirtschaftl. CO 2 -Reduktion einer regionalen Stromversorgung 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, Betreuung: Franziska Klaucke, Eike Mollenhauer

13 13 FG EVUR Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien Prof. Behrendt

14 Lehre im FG EVUR 14 Umwandlungstechniken regenerativer Energien Technische Reaktionsführung Technik der Luftreinhaltung Energieverfahrenstechnik Brennstofftechnik Praktika, Blockveranstaltungen und Summer-School Mitwirken bei weiterbildenden Masterstudiengängen (Campus El Gouna und Campus EUREF)

15 15 Forschungsprofil FG EVUR Aktuelle Forschungsprojekte - BioProGReSs - Direktverflüssigung von Biomasse mit fossilen Rohstoffen unter Verwendung des Bergius-Pier- Verfahrens - Energienetz Berlin Adlershof - EnvirAM4grid - Festbettreaktor - Flammenspektroskopie - NWG-TCKON - Reaktion und Transport in einzelnen pyrolysierenden Holzpartikeln Modellierung und experimentelle Validierung mit in situ-messungen

16 16 PIW: Erzeugung CO2-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 Verarbeitungsund Fertigungstechnik zum Einsatz. Im PIW sollen einige grundlegende Aspekte der Erzeugung im Wirbelschichtreaktor (Simulation und Experiment) näher betrachtet werden max. 10 Teilnehmer, Betreuung: Fabian Schmid, Marie-Theres Scharl

17 17 FG Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme Prof. Morozyuk

18 Lehre im FG Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme 18 In englischer Sprache Energy Engineering I Energy Engineering II Thermal Design of Compression Refrigeration Machines Refrigeration Installations

19 Forschungsprofil FG Exergiebasierte Methoden für kältetechnische Systeme 19 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 Intelligente Energieversorgung und -nutzung in Industrieparks

20 20 PIW: Anwendung der Kältetechnik Analyse von Kühlungssystemen in Supermärkten Die Anwendung der Kältetechnik umfasst viele Bereiche. Das beste Beispiel dafür ist der Haushaltskühlschrank, der in jeder Wohnung zu finden ist. Doch das ist nicht der einzige Ort, wo Lebensmittel gekühlt werden müssen. Die sogenannte Kühlkette darf von der Erzeugung des Produktes über den Transport und den Verkauf im Supermarkt bis schließlich zum Konsumenten nicht unterbrochen werden. Nur so kann die Qualität der Lebensmittelprodukte sichergestellt werden. Doch wie funktioniert eigentlich das Kühlsystem in einem Supermarkt? Im Rahmen des Projekts sollen verschieden Möglichkeiten zur Kühlung von Lebensmitteln im Supermarkt aufgezeigt werden. Zusätzlichen sollen Potential zur Energieeinsparung sowie die Auswirkung von unterschiedlichen Kältemittelen auf die Umwelt untersucht werden. Folgende Fragestellungen sollen unter anderem im Rahmen des Projektes bearbeitet werden: Welche Möglichkeiten gibt es bei der Kühlung der Lebensmittel im Supermarkt? Durch welche Maßnahmen lässt sich der Energieverbrauch reduzieren? Welche Auswirkungen haben unterschiedliche Kältemittel auf die Umwelt? Teilnehmer: 10, Betreuung: Stefanie Tesch

21 21 FG Gebäude-Energie-Systeme Hermann-Rietschel-Institut 1885 Berufung Hermann-Rietschels auf den weltweit ersten universitären Lehrstuhl für Heizung & Ventilation Prof. Kriegel

22 Lehre im FG Gebäude-Energie-Systeme 22 Bachelor Energiesysteme für Gebäude Solare Energiesysteme für Architekten Computergestützte Energieplanung für Gebäude Labor Gebäudetechnik Master Energie- und Anlagentechnik für Gebäude Vertiefung Heizung, Lüftung, Klima Projekt Gebäudeenergietechnik Brandschutz Gebäudeautomation Reinraumtechnik

23 23 Forschungsprofil FG Gebäude-Energie- Systeme instationäre Klimatisierung personalisierte Heizung und Lüftung energieeffiziente Stadt Rechenzentren Biomimetik Reine Räume Fahrzeugklimatisierung

24 24 PIW: Behaglichkeits- und Effizienzmessungen in der Raumklimatechnik Messtechnische Erfassung von Raumklimaparametern - Luft- und Strahlungstemperatur, - Luftfeuchtigkeit, und -geschwindigkeit Analyse der thermischen Behaglichkeit - statistische Beurteilung des Raumklimas - erwartete Zufriedenheit Bewertung der Energieeffizienz - Luftaufbereitung (Heizen, Kühlen, Be- / Entfeuchten) - Lufttransport - erneuerbarer & nicht erneuerbarer Energieaufwand max. 15 Teilnehmer, Betreuung: Bahar Saeb Gilani, Barbara Münch

25 25 PIW: Energieeffizienz & thermische Behaglichkeit stationäre / instationäre Quelllüftung Kennenlernen des Quellluftprinzips - Vor- und Nachteile gegenüber anderen Lüftungsarten Raumluftströmungen messen & visualisieren - Anwendung und Vergleich unterschiedlicher Verfahren Vergleich von stationärem & instationärem Betrieb - Beurteilung der Lüftungseffektivität - Bewertung der Energieeffizienz max. 15 Teilnehmer, Betreuung: Michael Schaub

26 26 FG Maschinen- und Energieanlagentechnik Prof. Ziegler

27 Lehre im FG Maschinen- und Energieanlagentechnik 27 Bachelor Technische Wärmelehre (Wirtschaftsingenieurwesen u.a.) Energie- Impuls-und Stofftransport (EIS) I (Energie- und Prozesstechnik und alle Studiengänge der Fakultät II) Master Maschinenlehre (insbes. Wirtschaftsingenieurwesen) mit Vertiefung regenerative Energien Kältetechnik Projektstudium Energieseminar; Entwurf und Planung von Energieversorgungsanlagen Laborpraktika

28 Forschungsprofil FG 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

29 29 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: Reiner Buchholz

30 30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!