@techreport{WinklerHoffmannThomas2023, author = {Winkler, Herwig and Hoffmann, Stefanie and Thomas, Kevin}, title = {Technologische Trends und Entwicklungen bei alternativen Energiesystemen}, organization = {BTU Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl f{\"u}r Produktionswirtschaft}, doi = {10.26127/BTUOpen-6484}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-64847}, year = {2023}, abstract = {Im Zeitraum von Februar bis Mai 2023 wurde am Lehrstuhl f{\"u}r Produktionswirtschaft die Studie zum Thema „Technologische Trends und Entwicklungen alternativer Energiesysteme" durchgef{\"u}hrt. Die vorliegende explorative Studie basiert auf leitfadengest{\"u}tzten Interviews von 54 Experten und Expertinnen aus Forschungsinstituten, der Wirtschaft sowie Branchenverb{\"a}nden. Die Auswertung der Interviews folgte dem Prinzip der strukturierenden Inhaltsanalyse. F{\"u}r die allgemeine Entwicklung der erneuerbaren Energien und um zukunftsweisende Technologien zu identifizieren, ist es notwendig ein energiewirtschaftliches Zieldreieck mit den Auspr{\"a}gungen Rentabilit{\"a}t, Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen. Die Fachkundigen zeigen auf, dass die politische Triebkraft maßgeblich dar{\"u}ber entscheidet, welche Technologien in Zukunft dominieren werden. Zuk{\"u}nftig wird es verst{\"a}rkt zum Zusammenspiel einzelner Energiequellen in regional diversifizierten Konzepten, sowie zur Elektrifizierung und Sektorenkopplung kommen. Speichertechnologien werden verst{\"a}rkt entwickelt und installiert werden. Prosuming und Demand-Side Response werden von den befragten Fachkundigen zuk{\"u}nftig als bedeutend erachtet. In Bezug auf die einzelnen Energiequellen werden Wasserstofftechnologien zuk{\"u}nftig ein erhebliches Ausbaupotenzial aufweisen. Wasserstoff erm{\"o}glicht einen Beitrag zur Dekarbonisierung diverser Sektoren und dient dar{\"u}ber hinaus als Speichermedium fluktuierender Energien. Zus{\"a}tzlich erfolgt eine Progression im Bereich von Wind- und Solarenergie. Dabei gewinnen im Bereich Photovoltaik, Technologien wie Agri- und Floating-PV an verst{\"a}rkt an Bedeutung. Die Windkraftnutzung wird durch den Bau h{\"o}herer T{\"u}rme und die Vergr{\"o}ßerung von Rotorblattdimensionen optimiert. Geothermie spielt in Zukunft eine vielversprechende Rolle bei der Dekarbonisierung des Niedertemperatursektors. Das Ausbaupotenzial von Biomasse ist aufgrund von Fl{\"a}chenkonkurrenz begrenzt, obwohl sich, analog zu Wasserstoff, vielf{\"a}ltige Nutzungsm{\"o}glichkeiten er{\"o}ffnen. Im Bereich der Energiesysteme und -komponenten er{\"o}ffnen sich diverse materialspezifische so wie fertigungstechnische Verbesserungspotenziale. Einige Technologien sind dabei bereits ausgereift, aber Optimierungsbed{\"u}rftig. Technologien wie Elektrolyseure oder W{\"a}rmepumpen hingegen, bed{\"u}rfen der grundlegenden Weiterentwicklung, um einen effizienten Betrieb zu erm{\"o}glichen. Im Bereich der Solarenergie liegen Entwicklungsschwerpunkte in der Verbesserung kombinierter Solar- und Photovoltaikmodule sowie von Tr{\"a}gerstrukturen f{\"u}r Agri-PV und langlebigeren Konzepten f{\"u}r die Schwimmk{\"o}rper bei Floating PV vor. Schließlich zeigt sich auch hinsichtlich der Speichertechnologien ein Entwicklungsbedarf, insbesondere in Bezug auf Wasserstoffdruck- und -fl{\"u}ssigspeicher, Batteriespeicher und Latentw{\"a}rmespeicher. Diese Fortschritte werden entscheidend sein, um eine nachhaltige und effiziente Energiewirtschaft der Zukunft zu gew{\"a}hrleisten.}, subject = {Erneuerbare Energien; Renewable energies; Technologische Nachhaltigkeitstrends; Sustainability trends; Energy systems; Erneuerbare Energien; Forschung; Technischer Fortschritt; Energiewende; Energiepolitik}, language = {de} } @techreport{HoffmannThomasWinkler2025, author = {Hoffmann, Stefanie and Thomas, Kevin and Winkler, Herwig}, title = {Der Design Thinking Ansatz : Fallstudien zum Prototyping von Komponenten und Systemen der dezentralen Energietechnik}, organization = {BTU Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl f{\"u}r Produktionswirtschaft}, doi = {10.26127/BTUOpen-7059}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-70592}, year = {2025}, abstract = {Diese Studie entstand im Kontext des Forschungsprojekts „SpreeTecneXt". Ziel war es, durch den Design Thinking Ansatz innovative und nachhaltige L{\"o}sungen f{\"u}r die dezentrale Energietechnik zu entwickeln. Drei konkrete Fallstudien wurden auf Basis der Design Thinking-Methode durchgef{\"u}hrt: ein Reinigungssystem f{\"u}r PV-Module, ein nachsteuerndes Floating-PV-System und eine nachhaltige mobile Parkbox. Die Methode Design Thinking zeichnet sich durch ihren nutzerzentrierten, iterativen und kreativen Prozess aus, der besonders in unsicheren und dynamischen Marktumfeldern geeignet ist, komplexe Herausforderungen zu bew{\"a}ltigen. Im Rahmen der durchgef{\"u}hrten Projekte wurde der Design Thinking Ansatz nach Hasso Plattner angewendet. Der Design Thinking Prozess wurde in jeder Fallstudie durchlaufen. In der ersten Phase („Verstehen") erfolgte eine intensive Auseinandersetzung mit den jeweiligen Design Challenges. Anschließend wurden in der zweiten Phase („Beobachten") Nutzerbed{\"u}rfnisse durch Interviews identifiziert. Die dritte Phase („Standpunkt definieren") diente der systematischen Verdichtung dieser Erkenntnisse zu spezifischen Problemperspektiven. In der vierten Phase („Ideen finden") wurden zahlreiche kreative und innovative L{\"o}sungskonzepte generiert. Diese wurden in der f{\"u}nften Phase („Prototyp entwickeln") zu greifbaren und testf{\"a}higen Prototypen ausgearbeitet. Die erfolgreiche Anwendung der Design Thinking Methode manifestierte sich in den Ergebnissen aller drei Projektgruppen. Das Team des PV Reinigungssystems entwickelte einen Funky Prototyp eines Reinigungsroboters. Die Gruppe des Floating PV Systems realisierte ein Modell eines funktionalen Prototypen mit intelligenter, sensorgesteuerter Sonnenstandsnachf{\"u}hrung zur Optimierung der Energieausbeute und Reduzierung des Wartungsaufwands. Das Team der nachhaltigen mobilen Parkbox pr{\"a}sentierte ein modulares Design mit integrierter Ladefunktion, das sowohl Sicherheits- als auch Komfortbed{\"u}rfnisse adressierte. Die Anwendung dieser Methode in komplexen Entwicklungsprojekten erweist sich als besonders wertvoll, da sie theoretische Konzepte durch praktische Erfahrung vermittelt. Die Ergebnisse dieses Projekts liefern sowohl praktische Erkenntnisse als auch methodische Anregungen f{\"u}r zuk{\"u}nftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Energietechnik Innovationen und f{\"o}rdern gleichzeitig den Wissensaustausch zwischen akademischer Forschung und industrieller Praxis.}, subject = {Design Thinking; Renewable energies; Erneuerbare Energien; Produktionswirtschaft; Production management; Energy technology; Design Thinking; Produktinnovation; Energietechnik; Erneuerbare Energien}, language = {de} }