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Zu Beginn des Projekts werden die Daten der NASA-Datenbank MERRA-2 im
Bereich der Windkraft und der Sonneneinstrahlung der letzten 40 Jahre analysiert. Im weiteren Verlauf wird anhand der evaluierten Daten eine Potentialanalyse durchgeführt, die nun nicht nur Windkraft und PV-Anlage umfasst, sondern auch weitere Energiequellen, wie die Biomasse und die Wasserkraft. Im nächsten Schritt folgt die Betrachtung des Verbrauchs in der Region und wie die Energieversorgung
möglichst effizient gestaltet werden kann. Letztlich wird analysiert, wie der Energieverbrauch mittels Speichersystemen optimal gedeckt werden kann, um die Versorgung durch regenerative Energien möglichst autark zu gestalten. Zusätzlich soll noch eine Speichermöglichkeit der erneuerbaren Energien mit dem Namen Power-to-X-to-Power untersucht werden. Hierbei dreht es sich um die Umwandlung überschüssiger Energie zu anderen Produkten. Diese Produkte können dann in Versorgungs-engpässen wieder in Energie zurückgewandelt werden. Diese
Konzepte werden auf ökologische, ökonomische und technische Aspekte untersucht.
Analyse des Potentials der Photovoltaikanlage in der EMN Stand heute und 2030 (Projektskizze)
(2019)
Das Projekt „Analyse des Potentials der Photovoltaikanlage in der EMN Stand heute und 2030“ ist ein Teil des Energietechnikprojekts der Fakultät Maschinenbau der Technischen Hochschule Nürnberg. Das Energietechnikprojekt hat das Ziel in der europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN) den Kohlenstoffdioxidausstoß bis 2030 um 40 % zu senken.
Dieses Projekt behandelt die Erstellung einer Potenzialanalyse für eine Photovoltaikanlage. Hierdurch soll der prognostizierte Stromverbrauch aufgezeigt werden. Dabei wird der zeitliche Verlauf der Sonneneinstrahlung in der EMN für das Jahr 2017, die benötigte Fläche der Photovoltaikanlagen für 2030 und der durch die Anlagen produzierte Strom analysiert. Die Ergebnisse werden tabellarisch und graphisch veranschaulicht.
Analyse des Potentials zur regenerativen Stromversorgung des Großraums Nürnberg (Projektskizze)
(2020)
Ziel des energietechnischen Projekts ist das Generieren belastbarer, reproduzierbarer Datensätze und Ergebnisse, um in einem weiteren Schritt ein zukunftsfähiges regeneratives Versorgungskonzept für ein im Voraus festgelegtes Gebiet auslegen zu können. Hierfür wird zunächst das Energiewetter der zu untersuchenden Region analysiert. Unter Berücksichtigung des Verbrauchs kann dann bewertet werden, inwiefern weiterhin Potential für den Ausbau der Nutzung regenerativer Energieträger besteht. Außerdem sollen verschiedene Speichersysteme in die Untersuchung einbezogen werden, sodass eine abweichungsfreie Deckung des Bedarfs, unabhängig von Wettereinflüssen, gewährleistet werden kann. Die Analyse des Energiewetters bezieht sich auf globale Solarstrahlung und Wind. Dabei wird im Speziellen auf den aktuellen Stand der Technik sowie auf die Kosten der Windenergie eingegangen. Ferner werden Potentiale bei Laufwasser sowie gegebenenfalls Biomasse herausgearbeitet.
Der Mittelpunkt des zu untersuchenden Rastergebiets liegt bei 11.25°E, 49.50°N und umfasst den Bereich innerhalb der Städte Forchheim im Norden, Schwabach im Süden und Hersbruck im Osten, beziehungsweise Zirndorf im Westen, mit deren Umland. Dieser Bereich wird gemeinhin als Großraum Nürnberg bezeichnet.
m Rahmen des Energietechnik Projekts der Fakultät Maschinenbau wird die regenerative Versorgung der Stadt Nürnberg untersucht. Hierbei werden der Bestand und das Ausbaupotential von Wasserkraftanlagen untersucht. Zudem wird ein Auslegungsvorschlag gemacht. Anhand dieses Auslegungsvorschlags wird die Stromerzeugung aus Wasserkraft wirtschaftlich bewertet.
Ziel des Gesamtprojekts ist es aufzuzeigen wie man die Stadt Nürnberg komplett mit regenerativer Energie versorgen kann. In dieser Arbeit wird speziell die Stromerzeugung aus Wasserkraft näher untersucht.
Im Zuge des energietechnischen Projekts der Vertiefungsrichtung Energietechnik des Studiengangs Maschinenbau an der Technischen Hochschule Nürnberg – Georg Simon Ohm soll ergründet werden, welchen Anteil die Windkraft zu einer 100 prozentigen regenerativen Energieversorgung des Großraums Nürnberg beitragen kann. Dazu wird das Potential an Windenergie im Umland analysiert, um zu ermitteln wie viel Umland benötigt werden würde und welche Orte für weitere Windkraftanlagen als Standort dienen könnten.
Ziel ist es, festzustellen welcher prozentuale Anteil des Nürnberger Energiebedarfs durch Windkraft aus dem Umland abgedeckt werden kann und wie viel Umland dabei benötigt wird.
Die Projektarbeit soll den Beitrag von Stülpmembranspeichern bei der Speicherung von Energie im Stromsektor erforschen. Es wird dabei auf den nötigen Speicherbedarf der Metropolregion Nürnberg eingegangen und analysiert, welche Kapazität für den Verbrauch notwendig ist. Zudem soll die Problematik der größtmöglichen Defizitphasen von elektrischer Energie betrachtet werden und mit in die Bedarfsanalyse einbezogen werden. Desweiteren werden mögliche Standorte vorgeschlagen, wobei hier die dezentrale und unauffällige Bauweise des Speichers eine Rolle spielen sollen. Abschließend wird die Auslegung einer beispielhaften Anlage erstellt.
Die Untersuchung welche im Rahmen des Energietechnischen Hochschulprojekts: „Projekt Energietechnik“ durchgeführt wird, soll sich im Allgemeinen mit der Direct-Air-Capture Technologie beschäftigen und erste Fragen zur Rentabilität, Kapazität und dem Potenzial der Technologie für die EMN beantworten. Das Projekt wird in drei Oberpunkte aufgegliedert: Als erstes wird die Funktionalität der Technik geklärt und auf Optimierungsmöglichkeiten untersucht. Anschließend wird ein Ausblick auf das CO2 Einsparungspotenzial gegeben. Hierzu werden alle notwendigen Einflussfaktoren wie der aktuelle Strommix Wert und die CO2 Belastung in der Metropolregion berücksichtigt. Abschließend werden verschiedene Konzepte ausgearbeitet, welche aufzeigen sollen, wie und wo eine Direct-Air-Capture Anlage am effektivsten und effizientesten zu errichten wäre.
Ziel der Projektarbeit ist es, eine Aussage darüber zu treffen wieviel elektrische Energie Elektrofahrzeuge in Zukunft im Nürnberger Land benötigen. Außerdem soll erforscht werden wann und wo diese Energie zur Verfügung gestellt werden muss. Aufgrund der zunehmenden Zahl an Elektrofahrzeugen steigt der Energiebedarf einzelner Haushalte innerhalb kürzester Zeit stark an. Dieser rapide Anstieg bringt auch Herausforderungen mit sich. Um den Bedarf decken zu können, müssen also möglichst präzise Aussagen zum potentiellen Stromverbrauch erstellt werden.
Diese Projektarbeit beschäftigt sich mit einer zukunftsorientierten Anwendung im Bereich Energiemanagement. Hauptausrichtung ist der Aufbau von Microgrids (Mikro-Strom-Netzen) mit Blockchain-Steuerung, welche vom Stromnetz abkoppelbar sind und autark betrieben werden können.
Hierzu wird zuerst der allgemeine Stand der Technik zu Microgrids vorgestellt und ein kurzer Ausblick auf die Einbettung eines Microgrid in ein übergeordnetes Smart-Grid (Intelligentes Stromnetz) gegeben. Grundlegende Fragestellungen zum Speicher- und Netzbedarf, der Netzanbindung und zur Dimensionierung eines Microgrid werden bearbeitet, um Kriterien für Einsatzgebiete festzulegen. Im Anschluss wird die auf Datenbanken basierende IT-Technologie Blockchain vorgestellt und ihre Relevanz für die Energiebranche erörtert.
Abschließend wird eine Kombination beider Technologien an bisherigen Pilotprojekten vorgestellt und ein Übertrag auf die EMN, zur Analyse möglicher Einsatzgebiete, vollzogen. Dies wird anhand einer theoretischen Anwendung für eine ausgewählte Region bzw. einen Standort veranschaulicht.
Hauptziel der Projektarbeit ist es, den technischen Stand beider Technologien darzulegen und dem Betrachter das Potenzial einer Symbiose beider Technologien für die Energiebranche, mit Hilfe der theoretischen Beispielanwendung, aufzuzeigen.