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Energiesysteme und Prozessenergietechnik

Energiewandlungs- und Energiespeichersysteme im Energiepark Clausthal; Quelle: IEE, TU Clausthal

Die Themenfelder, die den Schwerpunkt der Forschungsarbeiten im Forschungsbereich Energiesysteme und Prozessenergietechnik bilden, lauten:

  • Energiesysteme (Wandlung, Transport, Verteilung, Speicher, Nutzung, Management)
  • Leistungsmechatronik und Antriebssysteme
  • Prozessenergietechnik

 

Energiesysteme

Die Kopplung der Prozesse Wandlung, Transport, Verteilung, Speicherung und (effiziente) Nutzung von Energie erfordert eine ganzheitliche Betrachtung von Energiesystemen. Die Einbindung dezentraler Energieerzeugungsanlagen in das Energieversorgungssystem stellt hierfür ein Beispiel dar. Fragestellungen der Kopplung von Wärme-, Kälte- und Stromerzeugung erfordern hier ebenso eine systemische Betrachtung, wie beispielsweise die Einspeisung dezentral erzeugter Energie in die Versorgungsnetze, die sich zukünftig zu aktiven Verteilnetzen entwickeln werden. Auch hier ist das Gesamtsystem zu betrachten, um Rückwirkungen, die durch die dezentrale Einspeisung hervorgerufen werden, ausreichend berücksichtigen zu können.

Auch der Einsatz dezentraler und regenerativer Energiequellen wie z.B. Geothermie oder Biogas zur Energieversorgung von Gebäuden oder Gebäudekomplexen erfordert eine umfassende Betrachtung dieses gesamten Energiesystems.

 

Leistungsmechatronik

Die Leistungsmechatronik ist ein interdisziplinäres Gebiet der Ingenieurwissenschaften. Bereits aus dem Namen geht hervor, dass leistungsmechatronische Systeme mechanische und elektronische Komponenten verknüpfen, um die Leistungsfähigkeit klassischer Systeme zu verbessern und vollständig neue Funktionen zu realisieren. Neben den klassischen Ingenieursdisziplinen rückt die Informationstechnik in den Vordergrund, ohne die viele technische Systeme heute nicht so leistungsstark wären. Mechatronische Systeme haben die Aufgabe, mit Sensorik, Prozessorik, Aktorik und Elementen der Mechanik, Elektronik und Informatik, Energie, Stoff und/oder Information umzuwandeln, zu transportieren und/oder zu speichern.

 

Prozessenergietechnik

Die Problematik der Prozessenergietechnik liegt im Bereich der Energieoptimierung und Energieeinsparung in der Industrie, in Kraftwerken sowie bei Endverbrauchern. Die industrielle Prozessenergietechnik ist eine Querschnittstechnologie, die bei vielen Herstellungs- und Bearbeitungsprozessen aus technologischer und energetischer Sicht eine zentrale Bedeutung einnimmt. Die Anwendungsbereiche sind vielseitig und erstrecken sich von der Nahrungsmittelindustrie über die Textil- und Papierindustrie bis hin zur chemischen Industrie, wo überwiegend Prozesstemperaturen bis etwa 600°C (Niedertemperaturprozesse) zu finden sind. Hochtemperaturprozesse im Bereich oberhalb von ca. 600°C bis etwa 1500°C sind beispielsweise in der Stahlindustrie, in der Baustoffindustrie, in den Eisen- und Nichteisengießereien sowie in der Glas- und Keramikindustrie vorhanden.

     

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