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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Verfahrens- und Systemanalyse

Eine erfolgreiche und marktgerechte Entwicklung energietechnischer Verfahren muss sich an Trends der Energieträgerbereitstellung im jeweiligen Sektor der Energienutzung sowie an der Entwicklung der Wettbewerbstechnologien orientieren.

Hierzu gehören auch Trends im Strommarkt und bei regenerativen Energien. Es gilt diese regelmäßig zu beobachten und ihre wirtschaftlichen, energetischen und umweltrelevanten Aspekte zu quantifizieren: hierzu zählen Kostenstrukturen, Well-to-Wheel-Analysen und Stoffbilanzen. Mit dem Ziel einer zukunftsorientierten Bewertung von Verfahren werden darüber hinaus auch potentielle künftige Gesamtsysteme und Infrastrukturen auf ihre Wirtschaftlichkeit und Treibhausgasbilanz hin analysiert. Dabei werden Themen der Umwandlung biogener Treibstoffe, der Energiespeicherung, der Wasserstofferzeugung und -verteilung sowie der Kohlendioxidabscheidung und -nutzung in ihrem technischen Wirkzusammenhang erfasst.

Daten aus Literatur und Datenbanken werden mit einer Modellierung in bedarfsgerechter Tiefe verknüpft. Systeme und Apparate werden für anwendungsnahe Betriebsanforderungen ausgelegt und bei Bedarf dynamisch simuliert; hierzu zählen insbesondere Antriebsstränge und Fahrzeuge. Dabei werden kommerzielle Werkzeuge (MatLab-Simulink, Pro II, Aspen+, Ebsilon, AVL-Cruise..)  eingesetzt und wenn erforderlich durch eigene Modelle ergänzt.

Der inhaltliche Fokus liegt auf laufenden und potentiellen Forschungsvorhaben am IEK-3 in den Bereichen Brennstoffzellen, Elektrolyse, Brennstoffreformierung und membranbasierter Kohlendioxidabscheidung. Die zwei erstgenannten werden in Konkurrenz zu- und ergänzt durch Batteriesysteme betrachtet – der letztgenannte im Vergleich zu sorptions- oder kältebasierten Verfahren. Unter Nutzung der experimentellen Erfahrung im Institut können anwendungsnahe Systeme detailliert modelliert und mit konkurrierenden Techniken realitätsnah verglichen werden. Entwicklungspotenziale wie auch Defizite können aufgezeigt werden. Studien für die Industrie werden auch mit Informationsschutz durchgeführt

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