In den energie- und umweltpolitischen Diskussionen in Deutschland gewinnt die Energiebereitstellung aus regenerativen Energien im Allgemeinen und aus Biomasse im Besonderen zunehmend an Bedeutung. Erneuerbare Energien decken heute bereits etwa 12,2 % des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Etwa 70 % davon entfällt auf Biomasse (AGEE-STAT, 2012). Bis 2020 soll der Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland auf 18 % steigen. Dieses nationale Ziel ist sowohl im Integrierten Energie- und Klimaprogramm der Bundesregierung als auch im nationalen Aktionsplan für erneuerbare Energien (nREAP), der auf der verbindlichen Zielsetzung im Rahmen der EU-Richtlinie Erneuerbare Energien (2009/28/EG) beruht, verankert. Die Erreichung dieses Ziels ist der deutsche Beitrag zur Steigerung des Endenergieverbrauchs aus erneuerbaren Energien in der Europäischen Union bis 2020 auf indestens 20 %. Zur Erfüllung dieser Zielsetzung wird Biomasse als erneuerbarer Energieträger eine tragende Rolle spielen, da aufgrund bestehender Technologien und Nutzungspfade im Bereich der Bioenergie eine Erhöhung der Energiebereitstellung kurz- und mittelfristig realisierbar ist. Daher ist es zunehmend wichtig, Einsatzmöglichkeiten der Biomassenutzung zu prüfen und den effizienten Einsatz von Biomasse als Energieressource bei der Strom-, Wärme- und Kraftstoffbereitstellung weiter zu untersuchen und zu entwickeln.

Es wird ermittelt, welches Volumen Wasserspeicher besitzen müssen, die bei der ausschließlichen Wärmeversorgung von Häusern mit Wärme, die mit Hilfe von Solarkollektoren gewonnen wird, Wärme im Sommer einspeichern und im Winter entspeichern. Den Berechnungen liegen Messungen über die nutzbare Solarwärme zugrunde. Betrachtet werden Wohnhäuser mit Erdgeschoss und Dachgeschoss mit Wohnflächen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2. Die spezifischen Wärmeverbräuche der Gebäude liegen zwischen 175 und 50 kWh/(m2.Jahr). Die Solarkollektorflächen variieren zwischen 9 m2 und 100 m2. Die Speicherfähigkeit des Wassers definierende Temperaturspreizung in den Speichern zwischen kalter Seite unten und warmer Seite oben beträgt einmal 50 K und zum anderen 60 K. Es werden Speicherwirkungsgrade von 100%, 90% und 80% zugrunde gelegt. Im günstigsten Fall errechnen sich für drei Hausgrößen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2 Wasserspeicher Volumina von 5,7 m3, 6,25 m3 bzw. 8 m3.

Die Erhöhung der Prozessparameter Druck und Temperatur bietet das größte Potenzial für die Effizienzsteigerung von Kraftwerksanlagen. Sie ist jedoch eng an die Werkstoffentwicklung gebunden, da die thermischen und mechanischen Beanspruchungen für eine geforderte Bauteillebensdauer bis an die Grenzbeanspruchbarkeit des Werkstoffes gehen. Um eine sichere Auslegung zu gewährleisten und dennoch eine optimale Werkstoffauslastung zu erreichen, wird weltweit an der Weiterentwicklung der Berechnungsverfahren für komplexe Beanspruchungen gearbeitet, so auch im Institut für Energietechnik der TU Dresden. Ein Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf dem Gebiet der thermisch-mechanischen Ermüdung. Aber auch der Betrieb von Anlagen der Hochtemperatur-Energietechnik beeinflusst deren Sicherheit und Verfügbarkeit. Diesbezüglich werden im Beitrag einige Aspekte angerissen. / Raising of the process parame- ters pressure and temperature offers the greatest potential for increased power station effi- ciency. However, this is closely dependent on materials devel- opment, as thermal and mechanical stresses over the required service life approach the stress limits of the materi- als. In order to ensure safe designs, but at the same time to optimise material utilisation, the permanent enhancement of design procedures for complex stresses is a subject for R&D worldwide, including the Institute of Power Engineering of the TU Dresden. Here, ther- mal-mechanical fatigue at high temperatures is the main focus of research. But power station operation similarly influences safety and availability. Corresponding aspects are also touched upon in the paper.

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Ein optimales Ausnutzen der von dezentralen Erzeugern innerhalb der bestehenden Energie- versorgungsstruktur bereitgestellten Energie fordert besonders bei der Einbindung regenerativer Quellen eine hohe Korrelation zwischen Angebot und Nachfrage. Innerhalb der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie mittels Energiemanagementverfahren ein enger Zusammenhang zwischen dem Energieangebot aus fluktuierenden Quellen und der Energienachfrage hergestellt werden kann. Dabei wird ein entsprechender Optimierungsalgorithmus aufgestellt, der die für einen möglichst umfassenden Eigenverbrauch der erzeugten Energie notwendigen Anpassungsschritte ermittelt. Bei der Analyse von Energieangebot und -nachfrage wird, ausgehend von einer allgemeinen Darstellung, eine auf die Bedürfnisse eines Energiemanagements angepasste spezielle Beschreibung der Energiesituation erarbeitet. Die Anpassung von Energieangebot und -nachfrage erfolgt über die Auswahl spezifischer Verbrauchergruppen und die Ausnutzung der aus den systeminternen Zeitkonstanten resultierenden möglichen Unterbrechungsdauern. Die Vorgehensweise wird an Hand des Elektroenergiebezugs ausgesuchter klimatechnischer Anlagen in Verbindung mit einer regenerati- ven Energieerzeugung auf Basis der Photovoltaik dargestellt.

Ziel der Arbeit ist es, eine Prozesskettenanalyse der Holzpelletbereitstellung bis hin zum Einsatz der Pellets in Kleinfeuerungsanlagen zur Wärmebereitstellung unter Einbeziehung theoretischer und praktischer Untersuchungen durchzuführen (Pelletierversuche mit über 30 Brennstoffchargen). Dabei steht die Analyse und Bewertung von Einflussmöglichkeiten auf die Brennstofffestigkeit – einschließlich der Auswirkungen des additiven Bindemitteleinsatzes – bei der Produktion von Holzpellets für Kleinfeuerungsanlagen im Fokus der Untersuchungen.

Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2008 / Hergestellt on demand

Die Berechnung der Netzverluste in Niederspannungsnetzen kann nur über Umwege erfolgen, da viele Netzbetreiber keine digitalisierten Daten ihrer Netze besitzen. Hier wird ein Ansatz zur Ermittlung der technischen Verluste anhand vorhandener Netzdaten beschrieben. / The major part of network operator of low voltage nets do not have digitised data of their nets. That’s why net losses must be calculated indirectly. This article describes an approach for getting results in a direct way.