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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 vorliegende Arbeit ist Teil des übergeordneten Projektes Regenerative Selbstversorgung der Stadt Nürnberg unter Einbeziehung des Umlands und analysiert den potentiellen Beitrag der Windenergie. Ziel ist es, aus den ausgewerteten Winddaten des Jahres 2016 einen Ausblick für eine zukünftig regenerative Energieversorgung zu geben. Dazu wird eine Potentialanalyse im Gebiet Nürnberg und den angrenzenden geografischen Planquadraten durchgeführt. Um den Platzmangel für Windenergieanlagen (WEA) in der Stadt Nürnberg auszugleichen, wird für die Versorgung das Umland herangezogen. Wieviel Umland zur Deckung des Strombedarfs der Metropole und des dazu verwendeten Umlandes benötigt wird, ist Hauptbestandteil dieser Ar-beit. Zunächst wird eine Anlage aus vier Vergleichbaren ausgewählt um als Modell zu dienen. Auf Basis dieses Modells errechnet sich die Anzahl benötigter Neuanlagen für eine 67 prozen-tige Versorgung der Stadt Nürnberg. Ein Anteil von 67% Windenergieanteil im Strommix ist optimal für niedrige Stromgestehungskosten. Mit der benötigten Anzahl WEA kann ein Gebiet abgeschätzt werden, in dem genügend Anlagen Platz finden um zusätzlich auch das gewählte Gebiet mit Windenergie mitzuversorgen. Der erste gewählte Bereich beinhalt 37 Gemeinden und bietet wesentlich mehr potentielle Standorte als benötigt. In einem zweiten Iterationsschritt verkleinerte sich das Gebiet auf 18 Gemeinden. Dieser Bereich bietet genügend Platz für 230 Windenergieanlagen, wobei 225 Anlagen bereits den Bedarf Nürnbergs und der 18 gewählten Gemeinden decken.
Im Rahmen des Energietechnikprojekts der Fakultät Maschinenbau der Technischen Hochschule Nürnberg wird das Ziel einer Senkung des CO2-Ausstoßes bis 2030 um 40% in der europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN) untersucht.
Diese Projektarbeit beschäftigt sich mit dem Potential einer Power-to-Gas Anlage zur Speicherung von Energieüberschüssen und zum Ausgleich von Energiedefiziten. Hierbei werden ausschließlich Energiebilanzen betrachtet, welche sich durch den Einsatz von regenerativen Energieerzeugungsmethoden ergeben. Bevorzugt werden zur Analyse die Energiequellen Wind- und Solarenergie als Hauptenergiequelle herangezogen. Das Ziel dieser Projektarbeit ist es, das Power-to-Gas Verfahren zu analysieren und in Anbetracht des Zieles der EMN als sinnvolles Lösungskonzept zu bewerten.
Die Projektarbeit „Optimaler Mix aus regenerativen Energien der EMN1 2030 - Analyse des besten Stromversorgungsmix aus Solar- und Windenergie in Bezug auf das Klimaziel der Europäischen Metropolregion Nürnberg 2030“ beschäftigt sich mit der optimalen Kombination der regenerativen Energiequellen in der Metropolregion Nürnberg. Hierbei soll der optimale Mix aus Windenergie, Solarenergie und anderen, wie Wasserkraft, Biomasse vorgestellt werden, um die Region bis 2030 aus 60 Prozent erneuerbaren Energien zu versorgen. Der verbleibende zu produzierende Strombedarf soll mit Kraft-Wärme-Kopplung 2Anlagen erzeugt werden und gleichzeitig eine CO2 Reduzierung von 40 Prozent in der EMN ermöglichen.
Nutzung von Windenergieüberschüssen durch Einsatz von Wasserstoffspeichern (Abschlussbericht)
(2019)
In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern sich die aufgrund der Volatilität von Windenergie ausbildenden Überschüsse mithilfe von Wasserstoffspeichern nutzen lassen, um Defizite auszugleichen. Dabei wird sich vor allem auf das Klimaziel der Europäischen Metropolregion Nürnberg bezogen, bis zum Jahr 2030 bereits 60 Prozent des Stromverbrauchs durch erneuerbare Energien zu decken. Basierend auf den Merra-2 Daten der NASA, sowie den Netzdaten der Main-Donau Netzgesellschaft, werden Überschüsse und Defizite im Windenergieverlauf sowohl für das Jahr 2017 als auch für 2030 ermittelt. Darüber hinaus werden die unterschiedlichen technologischen Verfahren der Wasserelektrolyse hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit in Zusammenhang mit regenerativen Energieträgern erklärt und verglichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Einsatz von Speichern im Jahr 2030 eine notwendige Voraussetzung ist, um das Klimaziel zu erreichen und gleichzeitig eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten.