Vortragsreihe Regenerative Energiesysteme

Mit der Veranstaltungsreihe will die Hochschule eine interessierte Öffentlichkeit über aktuelle Forschungsergebnisse und Entwicklungen aus dem Bereich der Erneuerbaren Energien informieren, auch über die eigenen Forschungsaktivitäten an der Hochschule hinaus. Sie versteht sich auch als Forum für die Diskussion technischer, ethischer, ökonomischer und ökologischer Aspekte der nachhaltigen Energiewirtschaft.

Die Veranstaltungsreihe wird organisiert von einem fakultätsübergreifenden Arbeitskreis von Professoren, die sich im engeren und weiteren Sinne mit erneuerbaren Energien beschäftigen, in der Lehre, in Form von Forschungsprojekten, als Gutachter oder Consultant in Wirtschaft und Verwaltung.

Redaktion: Prof. Thomas Hansemann, Prof. Dr. Thomas Hunger, Prof. Dr. Klaus Iselborn, Prof. Dr. Matthias Lindner, Prof. Dr. Matthias Rädle

Alle Vorträge jeweils von  17:15 bis 18:45 Uhr
Hochschule Mannheim, Gebäude B, Raum 202

Vorträge im Wintersemester 2016/17

20.10.2016
Ebay4Energy - Sharing Economy in der Energiewirtschaft
Prof. Dr.-Ing. Debora Coll-Mayor, Hochschule Mannheim, Fakultät für Wirtschaftsingenieurwesen, Leiterin des Kompetenzzentrums für Energieeffizienz und Kraftwerksservice

In der Energiewirtschaft sind deutliche Veränderungen im Gange: Vertikal integrierte Strukturen werden aufgelöst; breit verteilte Erzeugungsressourcen durchdringen die Netze wie auch die Märkte. Dazu kommen neuerlich der Fokus auf den Verbraucher und die höhere Bewertung von Flexibilität. In dieser sich verändernden Landschaft entwickeln sich neue Geschäftsmodelle und fordern die alten heraus.

In diesem Vortrag werden neue Geschäftsmodelle in der Energiewirtschaft dargestellt, die geleitet werden vom Ansatz der "Sharing Economy", besonders solche, die die direkte Interaktion zwischen Produzent und Verbraucher nach P2P-Art ("peer-to-peer") ermöglichen, zum Beispiel der Kauf und Verkauf von PV-erzeugter Energie direkt zwischen Endverbraucher und Endproduzent.

17.11.2016
Neue Stadt Land Symbiosen als Folge der Energiewende: Energiedörfer als Schlüsselelemente einer nachhaltigen Energiewende
Prof. Dr. Peter Heck, Hochschule Trier, Campus Birkenfeld, Geschäftsführender Direktor des Instituts für angewandtes Stoffmanagement

Ländliche Regionen sind die Energiegärten der Metropolen. Sonne, Wind und insbesondere Anbaubiomasse bilden ein großes Potenzial, welches aber sorgfältig und systemschützend umgesetzt werden muss. Die Energiewende wird nur mit den Ressourcen des ländlichen Raumes möglich sein. Andererseits benötigt der ländliche Raum die Wertschöpfungspotenziale aus dem Umbau des Energiesystems, um Probleme der Strukturentwicklung und der Demographie zu bewältigen. Neben der Eigenversorgung der Siedlungen im ländlichen Raum ist die Bereitstellung von Energie für die urbanen Zentren von zentraler Bedeutung. Welche Potenziale haben die ländlichen Räume und welche Rolle spielt dabei das Energiedorf? Wie sieht die Ökonomie der Energiewende allgemein und insbesondere für den ländlichen Raum aus? Welche regionalen Wertschöpfungspotenziale können entstehen und welche Potenziale sind dabei von besonderer Bedeutung?

Auf der Basis von praktischer Projektarbeit in vielen Gemeinden und Kreisen in Deutschland werden die aktuelle Situation und die Entwicklungsmöglichkeiten geschildert.

15.12.2016
Erneuerbare Energien in Asien – Solar- und Bioenergie in Indien, Indonesien, Vietnam und Malaysia
Dr.-Ing. Matthias Eichelbrönner, E.Quadrat GmbH & Co. Projekt- und Beratungs-KG, Mannheim

Im Vortrag wird auf Potenziale und Erfahrungen bei der Beratung zu erneuerbaren Energien in Süd-Ost-Asien, speziell Malaysia, Indonesien und Vietnam eingegangen. Der Vortragende ist seit 2012 in der dortigen Region für die GIZ - Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH, Eschborn und private Projektentwickler tätig. Zur Sprache kommen eine Auswahl an Photovoltaik- und Bioenergie-Projektansätzen sowie landestypische Erlebnisse und Herausforderungen vor dem Hintergrund immenser Potenziale und eines ebenso großen Finanzbedarfs.

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Vorträge im Sommersemester 2016

14. April 2016
Benjamin Franklin Village
Herr Georg Pins, Stadt Mannheim

Der nahezu vollständige Abzug der US-amerikanischen Streitkräfte aus der Metropolregion Rhein-Neckar führt für die betroffenen Kommunen Mannheim, Heidelberg und Schwetzingen zu gewaltigen Herausforderungen. Allein in Mannheim wurden rund 300 ha Flächen mit rund 1400 Gebäuden unterschiedlichster Art frei, die einer sinnvollen und zukunftsfähigen Nachnutzung zugeführt werden müssen.

Die größte stadtplanerische Herausforderung stellt die Nachnutzung des Benjamin Franklin Village dar. Das 144ha große Areal war der ehemalige Hauptwohnstandort der US-Streitkräfte mit zeitweise bis zu 8000 Bewohnern und einer vollwertigen Versorgungsinfrastruktur. In den nächsten Jahren wird auf dem Gelände der Benjamin Franklin-Kaserne ein Modellquartier für Energieeffizienz, dezentrales Energiemanagement und (Elektro-)Mobilität entstehen - das blue_village_franklin.

Der Vortrag erläutert den systematischen Entstehungsprozess des Leitbildes blue_village_franklin von der Ableitung aus der städtischen Klimaschutz- und wirtschaftspolitischen Strategie, der Einbindung der Bürgerschaft in einem partizipativen Prozess bis hin zu konkreten Entwicklungszielen für das Gesamtgebiet. Mit der unmittelbar bevorstehenden Realisierung des Leuchtturmprojekts „SQUARE“ (smart quarter and urban area reducing emissions) wird die Gesamtstrategie erstmalig implementiert und als Vorbild für weitere Entwicklungen dienen.

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12. Mai 2016
Stand und Perspektiven solarer Fernwärmesysteme
Dipl.-Ing. Dirk Mangold, Solites Steinbeis Forschungsinstitut, Stuttgart

 

Solarthermische Systeme werden in Deutschland nicht nur zur Wärmeerzeugung in Ein- und Mehrfamiliengebäuden eingesetzt, sondern zunehmend auch für Fernwärmenetze. Erste Systeme dieser Art wurden schon vor über dreißig Jahren in Schweden und Dänemark realisiert. In den letzten Jahren boomt der Markt für solare Fernwärmesysteme in Dänemark, und auch in Deutschland steigt die Nachfrage.

Der Vortrag führt in den Markt und die Technologien solarer Fernwärmesysteme ein, beschreibt die technischen Varianten und Anwendungen, zeigt Praxisbeispiele und schließt mit einem Ausblick auf zukünftig zu erwartende Entwicklungen.

 

 

16. Juni 2016
Entwicklungsstand und Einsatz von Antriebstechniken für energiesparende Maßnahmen unter Berücksichtigung der EN 50598-2
Dipl.-Ing. Stefan Denzer und Michael Burghardt, Danfoss, Frankfurt

Elektrische Antriebstechnik wird immer effizienter, aber dadurch auch komplexer. Der Übersichtlichkeit nicht gerade dienlich sind unterschiedliche Motortechnologien, die neu oder wiederentdeckt auf den Markt kommen. Generell hat jede Motortechnologie Vor- und Nachteile, die der Anwender kennen sollte. Nur dann kann er sich für eine - für ihn - optimale Technik entscheiden. Zur Einschätzung der Wirkungsgrade von Umrichtern und Umrichter + Motor-Systeme gibt es zudem mit der EN 50598-2 nun ein Bewertungssystem, das analog zu den IE-Klassen für Motoren eine Abschätzung der tatsächlichen Energieeffizienz ermöglicht. Auf dieser Basis lassen sich die Einzelkomponenten gut vergleichen und mit etwas mehr Aufwand die Systeme einordnen. Der Vortrag gibt einen praxisorientierten Überblick über die gängigen Motortechnologien im Zusammenspiel mit Frequenzumrichtern und der Vergleichbarkeit der Komponenten bzw. Systeme.

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Vorträge im Wintersemester 2015/16

8.10.2015
Die Rolle des Wirtschaftsprüfers im Rahmen des Erneuerbaren Energien Gesetz (EEG) - Wie wird sich künftig die EEG-Umlage entwickeln?
WP StB Gerhard Locher, PricewaterhouseCoopers, Partner Advisory Finance & Regulation

Der Vortrag gibt einen Einblick in die Entwicklung des Gesetzes für den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG) seit dem Jahr 2000 und den entsprechenden Auswirkungen auf die aktuelle EEG-Umlage. Welche Erfolge konnte das EEG am Beispiel der Bruttostromerzeugung in diesem Zeitraum in Bezug auf die einzelnen erneuerbaren Erzeugungsarten erreichen. Im Weiteren liegt der Schwerpunkt des Vortrages auf dem bundesweiten EEG-Ausgleichmechanismus. Neben den einzelnen Akteuren werden insbesondere die Rolle bzw. die einzelnen Aufgaben des Wirtschaftsprüfers im EEG-Ausgleichsmechanismus dargestellt. Im Bereich der betriebswirtschaftlichen Prüfungen gibt es nach dem EEG umfangreiche Vorbehaltsaufgaben für den Wirtschaftsprüfer. Der Ausblick behandelt die weitere Entwicklung der EEG-Umlage auf Basis des EEG 2014 sowie den geforderten Systemwechsel. Künftig, bis spätestens 2017, soll die finanzielle Förderung von Strom aus erneuerbaren Energien durch Ausschreibungen ermittelt werden. Die Bundesregierung möchte zukünftige Ausschreibungen technologiebezogen durchführen.

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05.11.2015
Zum Stand der thermischen Nutzung der Solarenergie
Prof. Dr. Wolfgang Eisenmann, Hochschule Mannheim, Fakultät für Verfahrens- und Chemietechnik, Institut Prozessmesstechnik und innovative Energiesysteme (PI)

Durch die stürmische Entwicklung der Photovoltaik ist die Solarthermie im öffentlichen Bewusstsein zunehmend in den Hintergrund getreten. Andererseits werden bei der Solarwärme wesentlich höhere Wirkungsgrade erzielt als bei der PV. Zudem werden über 50% des Endenergieverbrauchs in Deutschland für Wärmezwecke benötigt. Dementsprechend kommt der Solarwärme bei der Energiewende eine wichtige Rolle zu ‒ Anlass genug also, den Status quo dieser Technologie zu beleuchten. Im Vortrag werden die Komponenten solarthermischer Anlagen und ihr Zusammenspiel im gesamten Wärmeversorgungssystem vorgestellt. Einige wesentliche technologische Neuerungen der letzten Jahre werden präsentiert. Mögliche zukünftige Entwicklungsrichtungen der Märkte für solare Wärme werden aufgezeigt und diskutiert.

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03.12.2015
Nutzung von Wärmespeichern zur Flexibilisierung von KWK-Anlagen im Rahmen der Energiewende
Dr.-Ing. Matthias Meierer, Grosskraftwerk Mannheim AG

Aus den erheblichen Veränderungen der Struktur der Energieversorgungsanlagen in Deutschland ergeben sich hohe Anforderungen an die Einsatzflexibilität konventioneller, thermischer Kraftwerke. Im Zuge des Ausbaus von Anlagen zur Stromerzeugung auf Basis von erneuerbaren Energien ist es notwendig, die betriebliche Fahrweise aller Stromerzeugungsanlagen anspruchsgerecht zu regeln. Die damit zusammenhängenden technischen Aufgaben sind komplex und anspruchsvoll.

Für den Kraftwerksstandort der Grosskraftwerk Mannheim AG, mit gekoppelter Strom- und Fernwärmeerzeugung, werden in dem präsentierten Vortrag Beispiele für umgesetzte Maßnahmen zur Verbesserung der betrieblichen Flexibilität dargelegt. Neben der Beschreibung der zugehörigen technischen Anlagen und deren Funktionen wird eingegangen auf den Stand der Umsetzung von Projekten. Dabei bilden die Themenkomplexe „Fernwärmespeicher, Einsatzflexibilität und effiziente KWK-Anlagenfahrweise“ die Schwerpunkte.

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Vorträge im Sommersemester 2015

26.03.2015
Wind und Sonne nachhaltig speichern: Der Lageenergiespeicher
Prof. Dr. Eduard Heindl, Fakultät für Wirtschaftsinformatik, Hochschule Furtwangen

Die weltweite Umstellung der Energieversorgung auf fluktuierende Erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie erfordert den Bau gewaltiger Energiespeicher. Erste Abschätzungen lassen Speicher in der Größenordnung von mehreren Tausend Gigawattstunden erwarten. Das ist ein Vielfaches der vorhandenen Pumpspeicherwerke

Viele andere Speicherkonzepte, wie Batterien, leiden unter dem Problem enormen Ressourcenbedarfs für die Herstellung und sind daher kaum eine nachhaltige Lösung.

Das neue Konzept des Lageenergiespeichers könnte hier einen Ausweg darstellen. Der Lageenergiespeicher nutzt eine große Felsmasse, die hydraulisch angehoben wird und damit Lageenergie speichert. Da dabei nur Wasser und Fels verwendet werden und zudem langlebige Maschinen für die Umwandlung von und zu Strom genutzt werden, ist dies ein nachhaltiges System. Im Vortrag wird der aktuelle Entwicklungsstand des Lageenergiespeichers dargestellt und auf bekannte Probleme genau eingegangen.

 

23.04.2015
Aquaponic Solar Greenhouse, ein Integriertes Lebensmittel- und Energiesystem
Dipl.-Phys. Franz Schreier, EBF GmbH, Heppenheim

Im Vortrag werden die systemischen Zusammenhänge aufgezeigt, mit denen unser heutiges, Ressourcen verschwendendes Lebensmittelversorgungssystem konfrontiert ist und welche Konsequenzen zu erwarten sind. Als eine der vielen möglichen Lösungen wird das Aquaponische Solar Gewächshaus vorgestellt. Es werden das Gesamtkonzept und die Komponenten des Gewächshauses erläutert und das in Neuenburg am Rhein in Betrieb befindliche Projekt vorgestellt. Muster der eingesetzten Komponenten und Proben der verwendeten Materialien werden ausgestellt.

 

 

21.05.2015
Aktuelle Technologie und Perspektiven in der Si-basierten Photovoltaik Wertschöpfungskette
Dr. Jochen Rentsch, Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
Head of Department Wet and Plasma Technologies / Cell Process Transfer

Innerhalb des Vortrags werden nach einer Einführung in die physikalischen Grundlagen der Siliziumsolarzelle insbesondere die zur Solarzellenherstellung aktuell notwendigen Fertigungsschritte von der Kristallisation bis zur Modulherstellung kurz eingeführt, aber auch mögliche alternative Technologieansätze vorgestellt.

Insbesondere eine Marktübersicht und Perspektiven unterschiedlicher PV Technologien
(c-Si, Dünnschicht, alternative Konzepte) werden erläutert.

Um die Potentiale der Photovoltaik verstehen zu können, sind ebenso die Kostenstruktur und die Wertschöpfungskette insgesamt von Bedeutung.

Den Abschluss bietet ein Einblick in aktuelle Entwicklungstrends in Markt und Technik. Mögliche globale Verschiebung von Produktion und Nachfrage können hier nur geschätzt, nicht definitiv vorhergesagt werden.

 

 

Vorträge im Wintersemester 2014/15

16.10.2014
Ein Girokonto für erneuerbare Energien - Die Strombank erforscht neue Wege in der Energielandschaft
Prof. Dr. Wolfgang Kottnik, Fakultät für Wirtschaftsingenieurwesen, Hochschule Mannheim

Für die Wege des Geldes in unserer Wirtschaft sind Banken von besonderer Bedeutung: Sie sammeln das Geld der Sparer ein und verleihen das Geld wieder an Investoren. Dieses Modell dient als Vorbild für das Forschungsprojekt "Strombank", das seit 2013 vorbreitet und das vom Land Baden-Württemberg im Rahmen des BWPLUS-Programms gefördert wird. Am Projekt beteiligt sind der Batteriehersteller ads-tec (Nürtingen), der Mannheimer Netzbetreiber Netrion, die MVV Energie AG sowie das Institut für Photovoltaik an der Universität Stuttgart.

Die Idee: Speicherung vor Ort

Die Idee hinter der Strombank greift ein Thema auf, das durch immer mehr erneuerbare und dezentrale Stromerzeuger im Netz an Bedeutung gewinnt: Wenn der Strom aus Sonne und Wind am Ort der Erzeugung auch verbraucht werden kann, entlastet das die Stromnetze und verhindert Verluste. Weil Strom aber nicht immer dann auch gebraucht wird, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint, bietet sich eine Speicherung des Stroms vor Ort an.

Der Strom liegt im Tresor

Ein solcher Speicher ist der "Tresor" der Strombank. Hier wird zentral der Stromüberschuss aus den Teilnehmerhaushalten gespeichert und bei Bedarf wieder ins Netz eingespeist. Teilnehmer und Speicher sind per Internet in einer "Energy Cloud" miteinander verbunden, so dass jeder Teilnehmer zu jeder Zeit Zugriff auf sein "Stromkonto" hat.

Der Praxistest:

Im Herbst 2014 startet in Mannheim der Praxistest, an dem sich rund 20 Haushalte beteiligen können. Er ist auf zwölf Monate angesetzt. Die Teilnehmer erhalten für die Dauer des Projektes einen Tablet-Computer gestellt, mit dem sie Zugang zu ihren eigenen Erzeugungs- und Verbrauchsdaten sowie zu ihrem Stromkonto haben. An Häusern oder elektrischen Anlagen der Teilnehmer sind keine Umbauarbeiten erforderlich, es werden nur vor Beginn des Praxistests einige Messgeräte angebracht.

 

 

27.11.2014
Die Energiewende in Rheinland-Pfalz aus Sicht eines Energieversorgers
René Chassein, Pfalzwerke AG, Mitglied des Vorstandes

Die Landesregierung Rheinland-Pfalz hat sich zum Ziel gesetzt, die Versorgung mit elektrischer Energie aus regenerativen Quellen weit stärker auszubauen. Insbesondere in den Ballungszentren finden sich jedoch industrielle Anlagen mit einem hohen elektrischen Leistungsbedarf, der teilweise auch zukünftig von den Energieversorgern bereitgestellt werden muss, ohne dass regenerative Erzeugungsleistung ortsnah installiert werden kann.

Diese Situation stellt insbesondere die Netzbetreiber vor weitere Herausforderungen, die sowohl technisch als auch wirtschaftlich bewältigt werden müssen. Einerseits besteht eine Verpflichtung zum Anschluss und zur Vergütung regenerativ erzeugter elektrischer Energie, andererseits soll die Netzstabilität gleichzeitig weiterhin stets gesichert sein – auch nach einem Jahrzehnt staatlicher Netzentgeltregulierung.

Der Vortrag gibt hierzu Einsichten in die aktuelle Situation und den zukünftigen Umgang mit solchen gegensätzlichen Aufgaben aus Sicht eines Energieversorgers.  

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18.12.2014
Erwartungen des Marktes an die Individualmobilität, Technologie und Ladeinfrastruktur
Prof. Dr. Anna Nagl, Hochschule Aalen, Leiterin Innovatives Projekt "Geschäftsmodelle GREENOSTALB"

In dem vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg geförderten Innovativen Projekt „Geschäftsmodelle GREENOSTALB“ geht es um die erfolgreiche Verknüpfung von erneuerbarer Energie mit zukunftsorientierter Mobilität. Nur wenn es gelingt, Elektroautos mit dezentral erzeugtem Strom aus erneuerbaren Technologien zu laden, können die Ziele der Elektromobilität und der Energiewende in Bezug auf den Klimaschutz und die Verringerung des CO2-Austosses erreicht werden. Entsprechend dem 2. Zwischenbericht der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) und dem im Juni 2012 der Bundesregierung vorgelegten Fortschrittsbericht sollen Elektrofahrzeuge und deren Batterien (Speicher) künftig auch als zeitlich verschiebbare Last zu einer besseren Integration insbesondere fluktuierender zentraler und dezentraler erneuerbarer Stromerzeuger beitragen. Aufgrund der Chancen und Risiken, die die Verknüpfung von erneuerbarer Energie und Mobilität für bestehende und neue Player bildet, müssen u. a. die Energieunternehmen ihre Geschäftsmodelle überdenken und sich entsprechend neu positionieren. Mit den bisherigen traditionellen Geschäftsmodellen, die derzeit wirtschaftlich noch erfolgreich sind, werden viele Stadtwerke die bestehende Positionierung im Markt zukünftig nicht aufrechterhalten können. Da ein Geschäftsmodell nur dann lang anhaltenden Erfolg haben wird, wenn es einen eindeutigen Kundennutzen in einem ausreichend großen Markt bei einer entsprechenden Profitabilität bietet, wird letztendlich der nachhaltige Zugang zum Kunden sowohl auf der fahrzeug- als auch auf der energiebezogenen Seite der Wertschöpfungskette über den wirtschaftlichen Erfolg des Anbieters entscheiden.

Im Vortrag wird auf die Erwartungen des Marktes an die Individualmobilität, an die Technologie und die Ladeinfrastruktur eingegangen. Darauf aufbauend wird anhand von Beispielen gezeigt, worauf es bei wirtschaftlich tragfähigen Geschäftsmodellen ankommt.

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Vorträge im Sommersemester 2014

10.04.2014
Die rechtlichen Rahmenbedingungen für erneuerbare Energien in Deutschland
Prof. Dr. jur. Heidi Bergmann, Hochschule Mannheim

Bis etwa 1990 hatten Windkraft, Solarenergie und Biomasse für den Strommix in der Bundesrepublik Deutschland kaum Bedeutung. Das änderte sich deutlich, seit die alternative Energiegewinnung staatliche Förderung genießt; der EE-Strom Anteil am Stromverbrauch in der Bundesrepublik Deutschland hat sich aktuell bei etwa 25 Prozent eingependelt und das Energiekonzept von 2010 verfolgt weitere ehrgeizige Ziele: Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch soll bis 2050 schrittweise auf 80 Prozent steigen.

Wie lässt sich ein solches Ziel erreichen, wie kann die Nachfrage nach alternativen Energieformen gesteigert werden? Gesetzliche Verbote konventionell erzeugter Energie oder staatlich diktierte Preise verbieten sich in einem System der freien Marktwirtschaft und sind mit den grundrechtlich verbürgten Freiheitsrechten nicht vereinbar. Zentrales gesetzgeberisches Instrument ist heute das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG); ein anreizbasiertes Förderinstrument. Das EEG baut – wie sein Vorläufer, das Stromeinspeisungsgesetz (StrEG) – auf dem Mechanismus der Mindestpreise auf: Mittels einer Einspeisevergütung versucht der Gesetzgeber Anreize für die Erzeugung von EE-Strom zu geben, den Produzenten werden garantierte Preise gezahlt und sie erhalten eine Abnahmegarantie.

Der Erfolg gibt dem EEG zunächst einmal Recht, doch der staatliche Eingriff in den Markt wirft eine Reihe von tatsächlichen und rechtlichen Problemen auf, die in immer kürzeren Abständen massiven Anpassungsbedarf der gesetzlichen Regeln verlangen. Von einer Überförderung ist die Rede, von sinkender Akzeptanz der Verbraucher wegen massiv steigender Preise. Die EU hat ein Vertragsverletzungsverfahren angestrengt, weil der deutsche Förderweg eine unzulässige Beihilfe darstelle und auch innerstaatliche Gerichte sind immer wieder mit Streitigkeiten rund um einzelne Förderelemente befasst. Der Vortrag will einen Überblick zu den rechtlichen Rahmenbedingungen der Förderung erneuerbarer Energien in der EU und in Deutschland geben und will – für Nichtjuristen verständlich – darstellen, wie die aktuellen Streitpunkte um die Förderung rechtlich einzuordnen sind.

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15.05.2014  |  17.15 Uhr  |  Gebäude C, Aula
Der mobile Teil der Energiewende
Prof. Dr. Clemens Hoffmann, Institutsleiter, Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, Institutsteil Kassel

Die Diskussion um die Energiewende in Deutschland bewegte sich bisher um die Fragen der technischen Entwicklung und wirtschaftlichen Förderung von neuen CO2-freien Energiequellen, insbesondere der Photovoltaik und Windenergie. Die Elektromobilität war bisher nicht wesentlich mit der Frage der Transformation des Energiesystems verknüpft. Als neue automobile Spielart haben die verkauften Stückzahlen bisher nicht die dramatische Entwicklung genommen, wie sie beim Zubau der Erneuerbaren stattgefunden hat. Die Transformation des Energiesystems ist eine zähe Phase geraten, in der die notwendig gewordenen Beschränkungen des Kapitalflusses die exponentielle Entwicklung stoppen. In dieser Phase kann die Elektromobilität in ihrer hohen Varianten-Vielfalt zum entscheidenden Motor der weiteren Entwicklung des Gesamtsystems werden. Der Vortrag zeigt, wie ein holistisches Verständnis der Energiewende, das neben dem Stromsektor auch die Wärme und den Verkehr umfasst, hoffnungsvolle Lösungsmöglichkeiten für eine erfolgreiche Durchführung der Transformation offenbart.

 

05.06.2014
Skalieren von getriebelosen Windturbinen - wann kommt die 10 MW-Anlage?
Dr. Ing. Stephan Jöckel, wind-direct GmbH, Mannheim

Leistung und vor allem Rotordurchmesser und Turmhöhe der Windturbinen sind in den vergangenen 30 Jahren fast exponentiell gewachsen. Dies wirft Fragen nach Ursachen und Grenzen dieses Wachstums auf.

Der Vortrag soll versuchen, einige Antworten zu geben und sich dabei auf folgende Aspekte konzentrieren:

  • Immer höhere Leistungen bei immer kleinerer Drehzahl – Wege aus der Drehmomentfalle
  • Immer größere Abmessungen – Lösungen für den Transport des Generators
  • Immer höhere Verluste des Generators – neue Kühlungsmöglichkeiten

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Vorträge im Wintersemester 2013/14

10.10.2013
Chancen und Risiken geothermischer Energieversorgung am Oberrhein
Prof. Dr. Thomas Kohl, KIT Karlsruhe Institut für Technologie, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung für Geothermie

Die Geothermie nutzt die natürliche Wärme unseres Planeten. Der durch die Erdoberfläche tretende Wärmefluss wird vorwiegend durch den Zerfall radioaktiver Isotope verursacht und erreicht einen Wert von 40 Millionen MWt. Die Nutzung der Geothermie am Oberrhein reicht bis in die Antike zurück. Auch bis weit ins Mittelalter hinein spielten heiße Thermalquellen eine wesentliche Rolle für militärische Eroberungen in Mitteleuropa. Die eigentliche geothermische Stromerzeugung begann 1913 in der Toskana mit der Erstellung eines 220 kW Kraftwerks. In Deutschland ging das erste geothermische Kraftwerk in Landau im Jahr 2007 ans Netz. Allerdings ist der Anteil Deutschlands an den weltweit installierten 12 GW geothermische Stromproduktion vernachlässigbar.

Geothermische Energie wird als erneuerbar betrachtet, wobei die Ressource im Gegensatz zu Bergbauaktivitäten durch den natürlichen Wärmefluss immer wieder neu aufgefüllt werden kann. Eine Bewirtschaftung dieser Ressource kann entsprechend dem New Zealand Resource Management Act von 1995 als nachhaltig definiert werden kann, da deren Nutzung den Bedürfnissen der heutigen Bevölkerung entspricht und die Ressource für zukünftige Generationen bewahrt. In der aktuellen Diskussion um die Nutzung Erneuerbarer Energien erscheint ein ambivalentes Interesse an der Geothermie zu bestehen. Einerseits wird der Vorteile der Grundlastfähigkeit, Versorgungssicherheit im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energieträgern hervorgehoben, andererseits besteht starkes Unbehagen bei Bevölkerung, Massenmedien und Behörden durch die hiermit mögliche induzierte Seismizität.

Der Vortrag wird die geothermischen Technologien zu Strom- und zur Wärmeproduktion vorstellen. Insbesondere werden hierbei die Projekte am Oberrhein vorgestellt und auf die zur Nutzung notwendigen Bedingungen verwiesen. Hier ist neben einem hohen Temperaturgradient und hohen Wasserwegsamkeit auch das Spannungsfeld zu nennen. In bestehenden Störungszonen im geklüfteten Untergrund kann bei hohen Verpressdrücken eine induzierte Seismizität verursacht werden, insbesondere bei der Stimulierung der Reservoire. Diese Faktoren sind bekannt, müssen aber im Zusammenspiel mit der komplexen Kluftgeometrie für jedes Projekt bestimmt werden. Hier besteht auch noch ein grosser Forschungsbedarf. Die Nutzung der Geothermie muss aber immer auch in Blick auf die Nutzung anderer Geoenergien bewertet werden.

 

07.11.2013
Photovoltaik in der Architektur 
Dipl.-Ing René Bergander, Eternit AG, Leiter des Bereiches „PV-Anwendungen“

Mit dem seit einigen Jahren zu beobachtenden rasanten Preisverfall der Photovoltaik, werden immer neue Anwendungsmöglichkeiten wirtschaftlich sinnvoll. In diesem Vortrag soll der Augenmerk auf die direkte Integration der Photovoltaik in die Architektur behandelt werden. Konkret werden die verschiedenen Varianten zu Installationsmöglichkeiten in Gebäudebereichen vorgestellt.

Was ist hierbei aus normrechtlicher Sicht zu beachten? Welche Anwendungsrichtlinien gibt es? Zusätzlich sollen die verschiedensten Finanzierungsmöglichkeiten für den Sanierungsfall und Neubau vorgestellt werden.

Ein zusätzliches Thema ist die Nutzung des durch Photovoltaik erzeugten Stroms, neben der Volleinspeisung. Wie kann eine Eigenverbrauchsoptimierung aussehen und was gibt es hierzu derzeit auf dem Markt? Und welche zukünftigen Möglichkeiten könnte es geben?

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12.12.2013
Lithium-Ionen-Batterien – Stand der Technik in Bezug auf Lade- und Alterungszustandsbestimmung
Dr.-Ing. Simon Schwunk, Schäffler Automotive, Bühl

Lithium-Ionen-Akkumulatoren zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte aus. Dieses ermöffnet ihnen ein breites Spektrum an Anwendungsgebieten vom Einsatz in Laptops, über Energiespeicher in Photovoltaikanlagen bis hin zur Versorgung elektrisch betriebener Fahrzeuge. Insbesondere für die Verwendbarkeit in Elektrofahrzeugen ist es notwendig, den Lade- und Alterungszustand des Energiespeichers zu jedem Zeitpunkt möglichst genau zu bestimmen.

Der Vortrag gibt einen Überblick zu den verschiedenen Arten von Lithium-Ionen-Batterien und zeigt die aktuellen Anwendungsgebiete auf. Darüber hinaus wird ein neues Verfahren zur Zustandsbestimmung bei Lithium-Ionen-Batterien vorgestellt. Der Beitrag führt zunächst die Gültigkeit dieses Verfahrens für Batterien auf Metalloxid/Graphit-Basis aus. Anschließend werden die Möglichkeiten für Lithium-Eisenphosphat/Graphit-Batterien dargelegt.

Es wird auch gezeigt, wie die Algorithmen für dieses neue Messverfahren mit Hilfe von realen Daten von Batterien in verschiedenen Alterungszuständen validiert werden. Die notwendigen Messdaten wurden hierzu mit typischen Stromprofilen aus den Anwendungen in Elektrofahrzeugen und photovoltaisch versorgten netzunabhängigen Stromversorgungen gewonnen.

Vorträge im Sommersemester 2013

21.03.2013
Aktuelle Situation auf dem Photovoltaik-Markt 
Frank Illner, Eurosol

Die Situation der Photovoltaik-Branche in Deutschland und weltweit kann als revolutionär bezeichnet werden. In nur  enigen Jahren hat sich die Technologie um mehr als Faktor 10 verbilligt. Damit sind einerseits ganz neue Einsatzgebiete  wirtschaftlich sinnvoll und möglich, andererseits ergibt sich ein extrem scharfer Konkurrenzkampf. Täglich erscheinen neue Produkte und werden neue große Projekte veröffentlicht. Im Rahmen des Vortrags wird aus Sicht eines herstellerunabhängigen Projektierers aus der Metropol-Region eine Übersicht über die derzeit verfügbaren Technologien und Preise dargestellt. Hier konkurrieren Dünnschicht-Zellen mit klassischen monokristallinen  Zellen und allen anderen Zellentypen. Welche Rolle spielen heute  Montagekosten, Ausrichtung, Versicherungen und alle die anderen Aspekte? Auch ein Überblick über den auf dem Markt verfügbaren Stand von Wirkungsgraden und Hersteller-Garantien wird präsentiert. Die Darstellung einzelner Großprojekte im hiesigen Raum bilden den Abschluss eines Rundumschlages über dasThema PV.

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25.04.2013
Dezentrale Energieversorgung mit Brennstoffzellenheizungen und kleinen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen– Erfahrungen eines Energieversorgungsunternehmens aus dem Feld

Wie alltagstauglich sind Brennstoffzellen und kleine Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen für das Ein- und Zweifamilienhaus? Unsere Feldtestergebnisse aus mehreren Jahren praktischem Betrieb von verschiedenen Gerätetypen im Heizungskeller zeigen nicht nur die technischen Unterschiede auf, sondern auch, welche ökologischen und wirtschaftlichen Effekte der Einsatz der Technologien im versorgten Haus hat.

Welche Vorteile haben sie gegenüber der bisherigen bekannten Hausenergieversorgung? Was ist noch zu optimieren?

Nach diesem technisch-ökonomischen Blick in die Praxis mit verschiedenen dezentralen Hausenergieanlagen werden die Möglichkeiten, aber auch Grenzen diskutiert, diese Anlagen in das Energieversorgungssystem der Zukunft einzubinden. Zu diesem Thema werden die aktuellen Arbeiten und Ergebnisse der MVV vorgestellt. Dabei geht es letztendlich um den Beitrag, den diese Anlagen z.B. zur Erreichung der Klimaziele der Bundesregierung leisten können.

Abschließend wird aufgezeigt, was auch von Seiten der Politik getan werden kann und muss, um die Chancen dieser innovativen Technologien für die Nutzer, die Hersteller, die Energieversorgen und auch die Volkswirtschaft zu nutzen.

Dr. Doris Wittneben, MVV Energie, Stabsabteilung Technologie und Innovation

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23.05.2013
Solares Kühlen: thermisch oder elektrisch?
Prof. Dr. Ursula Eicker, HAW Stuttgart

Solare Einstrahlung und Kühlbedarf fallen zeitlich zusammen und solares Kühlen ermöglicht hohe Primärenergieeinsparungen bei gleichzeitig hohen solaren Deckungsgraden. Viele Jahre stand die thermische solarenergienutzung zusammen mit Sorptionskältetechnik im Vordergrund von Forschungs- und Demonstrationsprojekten. Durch die starke Kostenreduktion von Photovoltaiksystemen und dem Wunsch nach hohem Eigenstromverbrauch wird die elektrische Kühlung mit Photovoltaik zunehmend interessanter. Im Vortrag werden Vor- und Nachteile beider Systemansätze zusammen mit Kosten/Nutzen Analysen diskutiert. 

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Vorträge im Wintersemester 2012/13

25.10.2012
Bedeutung der Windenergie in unserer Region 
Dipl.-Ing. Franz Mitsch, ESM  Energie- und Schwingungstechnik GmbH, Rimbach

Der Vortrag beleuchtet folgende Thesen:

  • Strom aus Windenergie kann in unserer Region umweltfreundlich und wirtschaftlich produziert werden
  • Windenergie fördert Innovationen und schafft neue Arbeitsplätze
  • Es müssen, werden und können 100 % des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energieträgern produziert werden

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15.11.2012
Die Strategie der Landesregierung Rheinland-Pfalz zum Ausbau der Windenergie
Dr. Bernhard Braun MDL, Vorsitzender der Kommission Regenerative Energien im Landtag Rheinland-Pfalz

Die Energiewende ist inzwischen in der BRD ein gesetztes polititsches Ziel. Dieses muss in den nächsten Jahren mit Inhalten gefüllt werden. Während für Wasserkraft keine wesentliche Steigerung mehr möglich ist und für Solarenergie immer eine Bevorzugung südlicher Länder zu erwarten ist, ist die Bundesrepublik Deutschland ein idealer Standort für Biomasse und vor allem Windenergie. Gerade Schwachlastkraftwerke erscheinen wegen ihrer hohen jährlichen Betriebsstundenzahl für Installationen im Binnenland sehr geeignet. Im Vortrag werden die Ausbaupläne für Windenergie in Rheinland-Pfalz konkretisiert und im Kontext mit anderen regenerativen Energieträgern dargestellt.

Der Referent ist Landesabgeordneter im Landtag Rheinland-Pfalz und Vorsitzender der Kommission Regenerative Energien im Landtag.

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13.12.2012
Können Dünnschichtsolarzellen die klassischen c-Si-Materialien ergänzen oder sogar ersetzen?
Dr. Herbert Rübel

Der Markt für Solar (PV)-Module wird weiterhin beherrscht von der kristallinen Si-Technologie, die weltweit bedeutende Anstrengungen unternimmt Wirkungsgrad und Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Alternativen und Konkurrenten könnten in Zukunft die Dünnschichtsolarzellen werden, die schon einen gewissen Marktanteil halten. Die Materialalternativen sind dabei Si-Dünnschichtmaterialien, CIGS und CdTe.

Über Technologie, Ressourcenverfügbarkeit und wirtschaftlichen Kenngrößen wird umfassend berichtet. 

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Vorträge im Sommersemester 2012

22.03.2012
Oberflächennahe Erdwärme für den Privatbereich: Stand und Ausblick 
Dipl.-Geologe Erik Stephan, Erdwärme Südwest, Lorch

Abstract: Erdwärmeanlagen stellen im Neubaubereich die effizienteste Heiz- und Kühltechnik dar. Der Vortrag erklärt anhand zahlreicher Praxisbeispiele die Funktionsweise und den Anwendungsbereich von Wärmepumpen, vergleicht verschiedene Wärmequellen, ihre Erstellung und die Wirtschaftlichkeit der Anlagen. Bei doppelter Effizienz gegenüber Gasbrennwertthermen stellt sich dennoch die Frage, ob Erdwärmeanlagen langfristig effizient genug sind. Wie werden Gebäude in zehn Jahren geheizt und gekühlt?

 

19.04.2012
Wertschöpfung aus intelligenten Netzstrukturen - vom lokalen Energiemanagement zum virtuellen Kraftwerk
Prof. Dr. Ralf Simon, TSB - Transferstelle für rationelle und regenerative Energienutzung, Bingen

Abstract:: Virtuelle Kraftwerke dienen der energiewirtschaftlich optimierten Einsatzsteuerung dezentraler Energieerzeuger und -verbraucher. Dabei gilt es, die verschiedenen, voneinander unabhängig arbeitenden Einheiten zu einer nach außen hin gemeinsam wirkenden Einheit zusammenzufassen. Durch dieses zeitweise Zusammenschalten von Anlagen lassen sich gemeinsam Märkte erobern, welche der einzelnen Anlage rechtlich oder wirtschaftlich nicht zur Verfügung stehen. Letztendlich bedeutet dies eine zusätzliche Wertschöpfung für alle Beteiligten. Die Einführung des Energiemanagementsystems nach DIN EN ISO 50001 in produzierenden Gewerben schafft die benötigte Transparenz auch für die Erkennung von Flexibilitäten. Gerade solche flexible Stromerzeuger bzw. –verbraucher können in einem intelligenten Netz eingesetzt werden, um Systemaufgaben im Bereich der Stromnetzführung zu bewältigen. 

 

24.05.2012
Anschluss von Offshore Windparks über HGÜ 
Dr. Weber, Schneider Electric

Abstract: In der Nordsee wird die erzeugte Energie der Offshore-Windparks an vier Stellen auf See gebündelt und über leistungsstarke Verbindungen an Land gebracht. Der Einsatz von HGÜ zur Anbindung dieser vier Cluster ergibt sich aus den gestellten Leistungsanforderungen und den zu überbrückenden Distanzen. Die Offshore-Windparks werden in einem Drehstromnetz angeschlossen und an die Cluster-Stationen angeschlossen. Der Vortrag will einen Überblick über die eingesetzte Technologie geben sowie Lösungen für die Offshore-Windparks aufzeigen. 

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14.06.2012 - Aula, Gebäude C
Die kalte Sonne - Neue Erkenntnisse der Klimaforschung und ihre Konsequenzen
Dr. habil. Sebastian Lüning, RWE Dea, Hamburg

Abstract: Das Klima der vergangenen 10.000 Jahre war durch ausgeprägte Temperaturschwankungen gekennzeichnet, die synchron zur Sonnenaktivität verliefen. Die Erwärmung der vergangenen 150 Jahre ist Teil dieses natürlichen Klimazyklus, der zusätzlich noch vom Klimagas CO2 verstärkt wurde. Zahlreiche aktuelle Studien weltweit unterstreichen, dass die Sonne eine viel stärkere Klimawirkung besitzt als derzeit noch vom Weltklimarat IPCC angenommen. Entgegen den Prognosen des Weltklimarates pausiert die Erderwärmung seit nunmehr über zehn Jahren. Auch die nächsten Jahrzehnte wird es aufgrund natürlicher Ursachen eher zu einer leichten Erdabkühlung kommen, die vom CO2 vorerst nicht ausgeglichen wird. Der Weltklimarat überschätzt die Erwärmungswirkung des CO2. Selbst bei steigenden CO2-Emissionen wird die Erwärmung in diesem Jahrhundert 2°C nicht überschreiten. Dies bietet Zeit, erneuerbare Energieträger zielgerichtet auszubauen und die Energiewende ökonomisch vernünftig und nachhaltig zu gestalten.

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Vorträge im Wintersemester 2011/2012

13.10.2011
Energiespeicher - missing link in der Energieversorgung
Dr. Peter Eckerle, Clustermanagement StoREgio, Geschäftsführer

Weltweit gewinnt der Umbau der Energieversorgung auf eine weitgehende Nutzung Erneuerbarer Energien an Bedeutung. Die Integration hoher Anteile fluktuierender Erneuerbarer Energien bietet große technische, aber auch ökonomische und soziologische Herausforderungen. Bei deren Bewältigung spielen integrierte Energiespeichersysteme und deren Steuerung in dezentralen, intelligenten Netzen eine Schlüsselrolle, um eine sichere,zuverlässige und wirtschaftliche Energieversorgung zu gewährleisten.

Der kumulierte weltweite Bedarf an Energiespeichersystemen bis 2030 wird bei deutlichüber 300 Mrd. Euro erwartet, bei jährlich exponentiell steigendem Wachstum. 
24 Unternehmen und 16 akademische Institutionen haben sich zu dem gemeinsamen Großprojektantrag beim BMBF mit Namen „StoREgio“ zusammengetan, um durch Bündelung und Vernetzung ihrer Kompetenzen entlang der gesamten Wertschöpfungskette die hierzu notwendigen Entwicklungen durchzuführen und damit für den Standort Deutschland, seine Partner und deren Beschäftigte nachhaltig hohe Wertschöpfungspotentiale zu realisieren. 

Im Vortrag wird über Stand und Aussichten des Projekts berichtet.

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10.11.2011
Aufbau und Betrieb einer Mikrogasturbine
Prof. Dr. Jörg Kapischke, Hochschule Ansbach, Studiengang Energie- und Umweltsystemtechnik

Mikrogasturbinen werden vorwiegend im geringen Leistungsbereich der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung und Notstromversorgung eingesetzt. Die drehzahlvariablen Einwellenanlagen können mit bis zu hunderttausend Umdrehungen pro Minute rotieren. Auf der durchgehenden Turbinenwelle befinden sich sowohl Kompressor, Turbine als auch Generator. Bestimmte Maschinen kommen ohne Verwendung von Schmierstoffen und Kühlung aus. Die wenigen bewegten Komponenten und das Ausbleiben des Ölwechsels erhöhen generell die Verfügbarkeit des Energiewandlers. Darüber hinaus weisen Mikrogasturbinen niedrige Emissionen auf. Im Gegensatz zu den Gas-Ottomotoren geben die Aggregate ihre thermische Energie vollständig im Abgas auf einem hohen Temperaturniveau ab. Zunehmend sollen Mikrogasturbinen in der Anwendung von schwachkalorigen Gasen eingesetzt werden, weil sie diese zuverlässiger umsetzen können als Verbrennungsmotoren.

Vor diesem Hintergrund widmet sich der Vortrag speziell den Themen Aufbau einer Mikrogasturbine, Leistungsregelung, Einflüsse der eingesetzten Brenngase und Anwendungsgebiete. 

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08.12.2011
Eine zukunftsfähige Energieversorgung - aktuelle Strategien bis zur Jahrhundertmitte
Dr. Joachim Nitsch, Gutachter und Berater im Bereich Innovative Energiesysteme. Hauptautor der "Leitszenarien" für das Bundesumweltministerium 

Bereits kurz- und mittelfristig verlangen die spürbaren und sich weiter verschärfenden Klimaveränderungen sowie die sich abzeichnende Verknappung von Öl und Erdgas eine deutliche Veränderung in der Art unserer Energiebereitstellung und -nutzung. Kernenergie kann dafür nicht in nennenswertem Ausmaß zur Verfügung stehen. Längerfristig müssen daher erneuerbare Energiequellen die fossilen Energieträger vollständig ersetzen. 

Auf der Basis aktueller Ausbauszenarien („Leitszenarien“ für das BMU; Szenarien zum Energiekonzept der Bundesregierung; Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022) wird am Beispiel Deutschlands der Weg des notwendigen Umbaus der   Energieversorgung vorgestellt. Über die Argumente um Klimawandel und Umweltschutz hinaus werden weitere Eigenschaften erneuerbarer Energien erläutert: ihr fluktuierendes Angebot, ihre dezentralen Einsatzmöglichkeiten und die daraus resultierenden Anforderungen, ihre volkswirtschaftliche Bedeutung und ihre Exportpotenziale für die deutschen Unternehmen der Branche der erneuerbaren Energien. Auch auf die weltweiten Perspektiven und Randbedingungen wird eingegangen.

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Sommersemester 2011

07.04.2011
Reliability of the electrical components and the impact on bankability:
What do investors expect from the components of a PV system?

Dipl.-Ing. Matthias Graf von Armansperg, MBA, Accelios Solar GmbH

Die Finanzierung von PV-Projekten wird immer anspruchsvoller. Banken werden zunehmend kritisch, und oft gibt es kein ausreichendes Vertrauen in PV-Projekte. Größere finanzielle Reserven müssen eingeplant werden, eine höhere Risikobewertung für das Risikomanagement ist notwendig, niedrigere Preise pro kWh werden erzielt. Deshalb müssen das Gesamtsystem und seine Kosten optimiert werden.

Wie überzeugt man Banken, dass eine PV-Anlage zuverlässig arbeitet? Welche Bedeutung haben Komponenten für eine Bankfähigkeit? Welche Art von Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Wartung, Lebensdauer, Austausch von Ersatzteilen kann erwartet werden und welche Maßnahmen sind zu treffen? Was bestimmt die Lebensdauer der Komponenten? Was bieten die Komponenten-Hersteller als Sicherheitsgarantien? Welche Erwartungen haben die Banken? Welche Finanzierungsoptionen bestehen? Was betrifft Versicherungen? Welche Arten von Wartungsverträgen existieren?

Hinweis: Der Vortrag wird in deutscher Sprache gehalten.

 
05.05.2011
Silicium-Dünnschichttechnologie für PV-Anwendungen  - Der Weg vom Labor in die industrielle Umgebung
Dr. Herbert Rübel, Schott Solar Putzbrunn, Leiter Qualitätssicherung und Patente

Amorphes Silizium (a-Si) ist eine Mustersubstanz für einen nichtkristallinen Halbleiter, dessen elektrische und elektronische Eigenschaften erlauben, es für hochwertige Anwendungen einzusetzen. Dabei ist die Solarzelle die bekannteste und die populärste. Von der Substanz als wissenschaftlichem Objekt kommt man zur gezielten Materialentwicklung im Sinne der Anwendung und zur Konzeption der Zelle (Zelldesign) inklusive proof of concept. Über eine zwischengeschaltete Technikumsphase testet man die Aufskalierbarkeit der Prozesse (Materialabscheidung, Homogenität über die Fläche, Flächenverluste u. a.) und die Konstruktion eines "fertigen" PV-Moduls. In einer Pilotphase wird die Reproduzierbarkeit aller Herstellprozesse (großflächige Abscheidung, integrierte Serienverschaltung, Kapselung) sowie die wirtschaftliche Herstellbarkeit (im Wesentlichen sind das die Parameter Durchsatz und Ausbeute) nachgewiesen. Im Falle eines aussichtsreichen Businessplans und einer damit einhergehenden positiven Investitionsentscheidung transferiert man die Technologie in ein industrielles Umfeld (hier: Multi-MW-Anlage) und bedient den nachfragenden Markt. Über ein praktisches Beispiel, das alle genannten Phasen enthält, wird hier berichtet.

 
26.05.2011
Klärschlammvergasung. Ein innovatives Hochtemperaturverfahren zur Energiegewinnung am Beispiel der Kläranlage Mannheim
Dipl.-Ing.(FH) Christian Burgbacher, Geschäftsführer Kopf Syngas GmbH

In Deutschland fallen jährlich mehr als 2 Millionen Tonnen Klärschlammtrockenmasse an. Davon werden bislang immer noch über 500.000 Tonnen in die Landwirtschaft ausgebracht. Feinere Analysemethoden haben gezeigt, dass viele unerwünschte Schadstoffe(Arzneimittelrückstände, Hormone und hormonähnliche Substanzen) nicht abgebaut werden können und sich im Klärschlamm anreichern. Somit gelangen sie dorthin, wo man sie eigentlich nicht haben will. Dabei hat getrockneter Klärschlamm einen Energieinhalt wie schlechte Braunkohle und kann somit zur Energieerzeugung genutzt werden.

In diesem Vortrag wird ein neuentwickeltes Hochtemperaturvergasungsverfahren vorgestellt, bei dem aus getrocknetem Klärschlamm ein klassisches Synthesegas erzeugt wird. Das Gas wird zusätzlich aufbereitet und kann in einem Blockheizkraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie oder durch Verbrennung zur Schlammtrocknung bzw. für andere Zwecke eingesetzt werden. Übrig bleibt ein rein mineralisches Granulat. Anhand der Vergasungsanlage auf der Kläranlage Mannheim wird das Verfahren erklärt sowie der sich daraus ergebende Nutzen und die Vorteile erläutert.

Wintersemester 2010/2011

21.10.2010
Biomasse versus Fotovoltaik - Wettstreit zweier regenerativer Energieträger
Dr. Martin Pehnt, Wissenschaftlicher Vorstand/Fachbereichsleiter Energie, ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung, Heidelberg

Die Ziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien sind ambitioniert: mindestens 30 % der Stromerzeugung und 14 % der Wärmenachfrage sollen 2020 aus erneuerbaren Energieträgern stammen. Biomasse und Solarenergie sind zwei wichtige Säulen dieser Strategie. Ökobilanz, Potenziale, Kosten, aber auch der energiewirtschaftliche Wert dieser beiden regenerativen Energieträger im Vergleich – wie geht der Wettstreit aus?


11.11.2010
EEG-Anlagen im Nieder- und Mittelspannungsnetz
Dipl.-Ing. Norbert Polster, Dipl.-Ing. Thomas Cieslok, Dipl.-Ing. Jochen Wagner Stadtwerke Heidelberg Netze GmbH

Stromversorgungsnetze wurden „klassisch“ mit zentraler Einspeisung der Kraftwerke in Hoch- und Höchstspannungsnetze ausgelegt. Mit der Subventionierung von Eigenerzeugungsanlagen aus regenerativen Energien, z.B. Photovoltaik-Anlagen, Windkraftwerke usw., ist die Anzahl neu in die Netze einzubindender, dezentraler Kleinkraftwerke in den letzten Jahren sehr stark angestiegen und steigt immer weiter an. Der „Anschlusszwang“, die Einbindung dieser Kraftwerke in bestehende Netze stellt die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen hinsichtlich Regelbarkeit, Netzspannungshaltung, Versorgungssicherheit u.v.a. Aspekte mehr.
Im Vortrag werden die Anforderungen an den Netzbetrieb an ausgewählten Beispielen im Netzgebiet der Heidelberger Stadtwerke Netze GmbH erläutert, dargelegt, inwieweit die bestehenden Netze schon in der Lage sind, diese Anforderungen zu erfüllen, und die daraus ableitbaren technischen und wirtschaftlichen Konsequenzen für Netzbetreiber und Endkunden aufgezeigt.


09.12.2010
Bioethanol als regenerativer Energieträger: Herstellung und Anwendung
Dr. Jörg Bernard, Leiter Food & Non-Food Technology, Südzucker AG - Zentralabteilung Forschung, Entwicklung, Services

Der erste Schwerpunkt des Vortrages wird sich mit den Herstellmethoden von Bioethanol aus verschiedenen Rohstoffen (Getreide, Zuckerrüben) befassen. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist hier die Einbindung von Kuppelprodukten interessant, also Produkten, die außer dem Ethanol weitere Wertprodukte darstellen und gleichzeitig produziert werden können.
Ausgehend von den physikalisch-chemischen Daten von Ethanol werden in einem zweiten Kapitel die Anwendungsmöglichkeiten im Kraftstoffbereich vorgestellt. Die für Ottokraftstoffe geltenden umweltpolitischen und normativen Vorgaben werden dabei ein Hauptaugenmerk sein. Dies umfasst z.B. die Verwendung in Kraftstoffmischungen mit bis zu 85 % Ethanol.

Auch die Einsatzmöglichkeiten von Bioethanol als Betriebsstoff für Brennstoffzellen werden  erläutert. Zukünftige Szenerien über die erwarteten Qualitäten von Ottokraftstoff schließen den Vortrag ab.

Sommersemester 2010

15.04.2010
Wechselrichter zur Netzkopplung von Photovoltaik-Anlagen - Stand der Technik und Trends
Dr.-Ing. Mike Meinhardt, SMA Solar Technology AG, Niestetal

Die Hauptaufgabe eines PV-Wechselrichters besteht in der Umwandlung des vom Solargenerator abgegebenen Gleichstroms in netzkonformen Wechselstrom mit einem möglichst hohen Umwandlungswirkungsgrad. Gleichzeitig ist der Wechselrichter verantwortlich für den optimalen Betrieb des Solargenerators am Punkt der maximalen Leistungsabgabe (MPP-Tracking) und die Netz- und Anlagenüberwachung. Der Wechselrichter ist daher maßgeblich für den energetischen Ertrag und damit auch die Wirtschaftlichkeit einer netzgekoppelten Photovoltaik(PV)-Anlage verantwortlich.
Die wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Photovoltaik-Wechselrichtern sind Maximierung des Umwandlungswirkungsgrades, die Reduktion der leistungsspefischen Wechselrichterkosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit und optimale Integration der Wechselrichter in das öffentliche Stromversorgungsnetz.
In diesem Vortrag wird dargestellt, in welcher Weise "Power Electronic Packaging" als Schlüssel zur Kostenreduktion bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit dienen kann. Es werden die Wege zur Wirkungsgradverbesserung bei PV-Wechselrichtern beschrieben, die zu Wechselrichterwirkungsgraden in der Serie von über 98% geführt haben. Des weiteren werden zukünftige Trends bei PV-Wechselrichtern vorgestellt.

 
06.05.2010
Technische Lösungen zur Erhöhung der Klimaverträglichkeit bei der
Stromerzeugung am Beispiel der CO2-Abscheidung und Speicherung

Dipl.-Ing. Armin Schimkat, ALSTOM Power Systems GmbH, Mannheim

Die Erhöhung der Klimaverträglichkeit bei der Stromerzeugung durch die Bereitstellung von geeigneten technischen Lösungen ist eines der obersten Ziele vieler Energieversorger und Kraftwerkshersteller weltweit. Zur Verwirklichung dieses Zieles werden verschiedene technische Maßnahmen verfolgt. Neben der Wirkungsgradsteigerung sowie erneuerbaren und nuklearen Energieoptionen spielt dabei die Abscheidung und anschließende Speicherung von CO2 (Carbon Capture and Storage - CCS) eine entscheidende Rolle im zukünftigen Energiemix. Aktuell werden von den in dieser Technologie engagierten Firmen und wissenschaftlichen Einrichtungen zahlreiche vielversprechende Lösungen zur CO2-Abscheidung basierend auf Post-Combustion-, Pre-Combustion- und Oxyfuel-Prozessen sowohl für Bestands- als auch für Neuanlagen entwickelt und in weiteren Schritten für den großtechnischen Einsatz qualifiziert.

 
10.06.2010
E-Energy - Der Energiemarktplatz
Dipl.-Ing.(FH) Barbara Doersam, M.Sc., MVV Energie AG, Mannheim

Energieeffizienz und Informationstechnologie hatten bisher wenig miteinander zu tun. Das ändert sich gerade. Ziel ist ein "Internet der Energie". Das Bundesministerium für Wirtschaft hat für dieses neue Innovationsfeld den Begriff "E-Energy" geprägt. Er steht analog zu den Bezeichnungen E-Commerce oder E-Government für die umfassende digitale Vernetzung und Optimierung des Energieversorgungssystems - von der Erzeugung über die Verteilung bis hin zum Verbrauch. So ist es möglich, die vorhandene Versorgungsstruktur besser zu nutzen, erneuerbare Energien auszubauen und CO2-Emissionen zu reduzieren.

Im Vortrag werden die Entwicklung des künftigen Strommarktes näher erläutert und speziell auf das Forschungsprojekt „Modellstadt Mannheim“ eingegangen, das als ein Testfeld neben mehreren anderen dieses Forschungsvorhaben umsetzt.

 
22.10.2009
Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz
Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Mombauer, Hochschule Mannheim

Windenergie- und Photovoltaikanlagen kommen in immer größeren Leistungen ins Netz. Die Kraftwerkseigenschaften von Wind- und Solarparks und die daraus resultierenden Anforderungen an die statische und dynamische Netzstützung verdienen besondere Beachtung. Zusätzlich sind bereits im Planungsstadium umfangreiche Überlegungen zu Netzrückwirkungen anzustellen. Die Technische Richtlinie zur Beurteilung von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz sowie die FGW-Richtlinien sind neu erschienen.

Um eine Netzanschlusszusage am Mittelspannungsnetz zu erhalten, wird zukünftig ein Anlagenzertifikat für alle Erzeugungsanlagen (z.B. Wind, PV, Biomasse etc.) benötigt. WEA benötigen ein Sachverständigengutachten/Anlagenzertifikat entsprechend SDLWindVerordnung des EEG 2009.

Ausgehend von dem Konzept der elektromagnetischen Verträglichkeit werden die elektri­schen Eigenschaften von Erzeugungsanlagen nach den neuen technischen Regeln im Überblick dargestellt und an Beispielen zu Oberschwingungen und zur Spannungshaltung erläutert.

 
19.11.2009
Die Entwicklung hoch effizienter  Gasmotoren als Antrieb für Blockheizkraftwerke
Olaf Berger, Rolf Coester, Robert Böwing, Karsten Spreitzer, Karl Stellwagen, Diethard Plohberger (Referent), mwm Mannheim

Blockheizkraftwerke nutzen die Primärenergie bis nahezu 90% aus und sind somit die effizientesten Kraftwerke. Diese werden heute überwiegend von Gasmotoren angetrieben. Nicht nur umweltfreundliches Erdgas, sondern auch regenerative Biogase dienen als Brennstoff.

In diesem Vortrag wird die Technik der Gasmotoren, ihre Vorzüge, aber auch die Herausforderungen beschrieben. Das vom ersten Tag an mit dem Gasmotor verbundene Unternehmen MWM zeigt am Beispiel der heute gebauten, modernen Motorenfamilien die Entstehung und die Eigenschaften dieser faszinierenden Maschinen am Kreuzungspunkt zwischen PKW- und LKW Motor einerseits und Großmaschinenbau andererseits.

Der Großgasmotor besitzt Eigenschaften von vielen anderen Motorgattungen. Wegen der höheren Leistungsdichte und der universelleren Einsatzmöglichkeiten haben sich Gasmotoren, die nach dem Magerprinzip arbeiten durchgesetzt. Der Magermotor arbeitet nach dem ottomotorischen Prinzip bei Luftverhältnissen von ca. 1,8  an der technischen Grenze der Verbrennung. In diesem Bereich werden die Emissionen niedrig und der Wirkungsgrad hoch gehalten. Die Zündung stammt ur­sprünglich vom PKW und Motorrad. Die hohen Drücke in den Zylindern  erfordern Konstruktionsprinzipien wie bei Dieselmotoren. Die geforderte Lebensdauer von über 60.000 Betriebsstunden bei überwiegend Volllast ist für die Konstruktion der Motoren und die Wahl der geeigneten Materialien eine Herausforderung und erfordert langjährige Erfahrung und Optimierung. Die hohe spezifische Motorleistung verlangt nach hohen Aufladegraden und damit nach Turboladern, deren Einzelleistung jener von großen Motoren gleichkommt, so dass sich insgesamt eine Kombination aus Kolben- und Turbinenmotor ergibt.

Die Motoren selbst sowie die Komponenten und Verfahren, ebenso wie die Entwicklungseinrichtungen und -methoden werden vorgestellt. Zum Abschluss wird ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben.

 
17.12.2009
Wechselrichter zur Netzkopplung von Photovoltaik-Anlagen - Stand der Technik und Trends
Dr.-Ing. Mike Meinhardt, SMA Solar Technology AG, Niestetal

Die Hauptaufgabe eines PV-Wechselrichters besteht in der Umwandlung des vom Solargenerator abgegebenen Gleichstroms in netzkonformen Wechselstrom mit einem möglichst hohen Umwandlungswirkungsgrad. Gleichzeitig ist der Wechselrichter verantwortlich für den optimalen Betrieb des Solargenerators am Punkt der maximalen Leistungsabgabe (MPP-Tracking) und die Netz- und Anlagenüberwachung. Der Wechselrichter ist daher maßgeblich für den energetischen Ertrag und damit auch die Wirtschaftlichkeit einer netzgekoppelten Photovoltaik(PV)-Anlage verantwortlich.
Die wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Photovoltaik-Wechselrichtern sind Maximierung des Umwandlungswirkungsgrades, die Reduktion der leistungsspefischen Wechselrichterkosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit und optimale Integration der Wechselrichter in das öffentliche Stromversorgungsnetz.
In diesem Vortrag wird dargestellt, in welcher Weise "Power Electronic Packaging" als Schlüssel zur Kostenreduktion bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit dienen kann. Es werden die Wege zur Wirkungsgradverbesserung bei PV-Wechselrichtern beschrieben, die zu Wechselrichterwirkungsgraden in der Serie von über 98% geführt haben. Des weiteren werden zukünftige Trends bei PV-Wechselrichtern vorgestellt.