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„Graduate School Key Technologies for Sustainable Energy Systems in Smart Grids“

Schwindende fossile Energieessourcen (Erdöl, Erdgas) und der Aus­stieg aus der Atomenergie stellen für die Ener­gieversorgung der Volkwirtschaften eine große Herausforde­rung dar, bieten aber Chancen für den Aufbau neuer Wirt­schaftsbereiche. Die Verfügbarkeit von fluktuierenden erneuerbaren Energie­quellen wie Sonne und Wind deckt sich häufig nicht mit dem realen Strombedarf. Für die sichere Energiever­sorgung und zur effizienten Nutzung sind deshalb neue Speicher­verfahren als Schlüsseltechnologien erforder­lich, für deren Entwicklung multidisziplinär ausgebildete Ingenieure und Naturwissen­schaftler unabdingbare Voraussetzungen sind.

Das kooperative Graduiertenkolleg liefert hierzu einen entscheidenden Beitrag und macht dabei den Brückenschlag zwischen der angewandten und Grundlagenforschung. Die eng verzahnten Themenfelder der beteiligten Arbeitsgruppen liegen im Bereich der elektrochemischen Energiespeicherung und der bedarfsgerechten Regelung der Biomethanproduktion. Thermodynamische Prozessanalysen sollen geringe Verluste für die nutzbare Energie sicherstellen. Die Batteriesensorik informiert dabei über den Zustand der elektrochemischen Speicher. Zur Verbesserung der elektrochemischen Speicherung werden Elektroden optimiert und neue Elektrolyte für Redox Flow Batterien mit höherer Energiedichte auf der Basis von redoxaktiven ionischen Flüssigkeiten erforscht. Mithilfe neuartiger Ansätze zum Stofftransport soll zusätzlich deren Leistungsdichte erhöht werden.

Neue Materialien aus der Membranforschung sollen die Ionenaustauschmembranen von Redox Flow Batterien ebenso verbessern wie die Gasqualität von Biogasreaktoren. Die elektrochemische Speicherung in Supercaps ermöglicht die kurzfristige Bereitstellung hoher Leistung, während die Redox Flow Batterie vor allem für längere Zeiträume elektrische Arbeit liefert. Die über Fuzzylogik und einen lokalen Gasspeicher geregelte Einspeisung von Biogasenergie dient insbesondere der Versorgungssicherheit auch bei temporären Schwankungen, wozu eine einfache Steuerung oder Fernüberwachung nicht in der Lage dazu ist. Gleichwohl ist es von großer Bedeutung, auch Bioenergie im Lastmanagement einsetzen zu können.

 

Letzte Änderung: 22.02.12

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