Bachelorstudiengang Maschinenbau
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Die vorliegende Arbeit unternimmt den Versuch, die Ausbauplanung für die Energiewende der deutschen Bundesregierung, zuletzt im aktuellen EEG 2023 verschärft, hinsichtlich der Kapazitätsfaktoren der erneuerbaren Energien zu verstehen und zu bewerten. Dafür wurden anhand aufgezeichneter Erzeugungsdaten der letzten acht Jahre verschieden Auswertungen vorgenommen. Dabei konnten mittlere Kapazitätsfaktoren berechnet werden, die direkt mit den Annahmen vergleichbar waren. Dabei wurde festgestellt, dass der Kapazitätsfaktor der Windkraftanlagen an Land (on shore) im Mittel um etwa 25 % geringer und derjenige der Anlagen auf See (off shore) im Mittel ca. 27,5 % geringer ausfällt als es sich aus der Ausbauplanung ergibt. Der Kapazitätsfaktor der Photovoltaik-Anlagen konnte im Mittel mit einer geringen Abweichung von nur ca. 1 % bestätigt werden. Weiterhin wurden auf Basis der Erzeugungsdaten Schwachwindereignisse bei gleichzeitiger Sonnflaute betrachtet, wobei das Auftreten sogenannter Dunkelflauten bestätigt werden konnten. Abschließend werden viel diskutierte Lösungsansätze zur Strategie für die Entwicklung des zukünftigen Deutschen Energiesystems zusammengestellt. Dadurch ergeben sich noch offene Fragen, die teilweise auf unklare Details der Planung zurückzuführen sind.
Im Rahmen des Forschungsprojekts BRYSON wird in Kooperation mit der BMW AG, dem LZS Sachsen, dem ILK der TU Dresden und der WELA Handelsgesellschaft sowie einer Förderung durch das siebte Energieforschungsprogramm der Bundesregierung an neuen Konstruktionen und Herstellungsmöglichkeiten für quaderförmige Wasserstoffdrucktanks geforscht. Ziel ist es, eine gemeinsame Fahrzeugarchitektur für wasserstoffbetriebene und batteriebetriebene Fahrzeuge zu schaffen. Durch den quadratisch ausgeformten Unterboden für das Akkupaket von Elektrofahrzeugen lassen sich dort quaderförmige Wasserstofftanks besser integrieren.
Dieser Kontext setzt den Fokus der Arbeit auf die Konzeptentwicklung und die Fertigung derartiger Tanks. Hierbei wird der Einsatz von modernen Technologien aus der Textiltechnik für Faserverbund-Leichtbauwerkstoffe fokussiert. Nach dem aktuellen Stand der Technik besteht keine Möglichkeit, derartige Behälterstrukturen in einer wirtschaftlich effizienten und integralen Fertigungsweise herzustellen. Basierend auf einer Konzeptentwicklung werden zwei Baumuster hergestellt. Die angewandten 3D-Web- und Faserwickelverfahren aus dem Stand der Technik werden im Zuge der Herstellung individuell angepasst. Die Durchführung der Fertigungsverfahren beweist die Umsetzbarkeit und schafft damit einen maximalen Erkenntnisgewinn für eine Progression der Konzeptentwicklung. Mit einer objektiven Bewertung der Untersuchungsergebnisse wird das Konzept mit dem größten Potenzial zur Erfüllung der technischen und wirtschaftlichen Kriterien ermittelt.
Abschließend wird eine Fertigungsanlage konstruiert, welche der reproduzierbaren Herstellung von Prototypen, entsprechend des gewählten Konzepts, dient. Die gefertigten Komponenten in Verbindung mit der geplanten Herstellung fehlender Bauteile schaffen eine solide Basis für die Fertigstellung der Anlage im weiteren Projektverlauf. Eine Untersuchung eines Prototyps unter Betriebszustand ist für das Kalenderjahr 2021 vorgesehen.