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In dieser Projektarbeit wird mit der Hilfe von Reanalysedaten ein geeigneter Standort für eine Windkraftanlage in der Europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN)ausgesucht. Hierzu werden Daten vom Windenergieatlas Bayern und der Datenbank MERRA2 der NASA verwendet. Daraufhin wird an diesem Standort das Windaufkommen von 1980 bis 2017 untersucht, um das windstärkste und das windschwächste Jahr und die durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten zu ermitteln. Anschließend werden die Benutzungsrade und die in einem Jahr abgegebenen Energien von modernen Anlagen in diesen Jahren verglichen.
Spätestens mit dem GAU in Fukushima hat die Energiewende richtig Fahrt aufgenommen. Um nun eine nachhaltige und beständige Versorgung sicherzustellen, benötigt es noch einiges an Anstrengung. Der Knackpunkt bei den regenerativen Energien ist die Unstetigkeit, mit welcher sie uns zur Verfügung stehen. Aufgrund der Fluktuation ist eine kurzfristige sowie eine langfristige Speicherung unabdingbar.
Aufgrund der Fluktuation der regenerativen Energien ist eine kurzfristige sowie eine langfristige Speicherung unabdingbar.
Diese Projektarbeit beschäftigt sich mit der Möglichkeit der kurzfristigen Kompensation der Überschüsse und Defizite regenerativer Energien im Großraum Nürnberg durch einen Hochtemperatur-Salzspeicher. Vorrangig steht zum Ziel, die Größe des Speichers anhand eines zukünftigen Szenarios zu bestimmen. Im Anschluss werden Möglichkeiten zur Energieeinspeisung und -entnahme aufgezeigt. Abschließend wird grob der Wärmeverlust berechnet, um am Schluss zu klären, ob das Konzept eines Hochtemperatur-Salzspeichers für die Stadt Nürnberg relevant ist.
Diese Projektarbeit beschäftigt sich mit der Realisierbarkeit der Energiewende durch den Einsatz von solarthermischen Kollektormodulen zur autarken Erzeugung von Wärmeenergie. Hauptaufgabe ist die Simulation und Auswertung einer solarthermischen Anlage und dem damit verbundenem CO2 Einsparpotential gegenüber einer Wärmeerzeugung aus Kraft- und Heizwerken.
Zuerst werden die Grundlagen zu solarthermischen Kollektoren geklärt und die Wahl eines geeigneten Modules getroffen. Danach wird eine solare Strahlungsanalyse im Gebiet der Europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN) durchgeführt. Anschließend wird ebenfalls für die Stadt Nürnberg eine Strahlungsanalyse erstellt und beide Ergebnisse miteinander verglichen. Dadurch soll festgestellt werden, ob benötigte Berechnungen anhand vorhandener Daten in der Region Nürnberg auch für die gesamte EMN sprechen. Als nächstes sind die vorhandenen Ergebnisse mit denen der im Jahr 2017 ausgekoppelten Wärme eines kommunalen Versorgers gegenüberzustellen. Jetzt wird eine solarthermische Analyse an einem gewählten Beispiel mithilfe einer anerkannten Simulation durchgeführt. Die vorhandenen Ergebnisse werden ausgewertet und in einer Vergleichsrechnung das CO2 Einsparpotential in Bezug auf die Fläche der eingesetzten Kollektoren aufgezeigt. Dadurch kristallisiert sich ein Ergebnis heraus, welches eine Aussage über die Rentabilität oder nicht Rentabilität in Bezug auf die Energiewende treffen kann.
Regenerative Selbstversorgung eines Industriegebiets im ländlichen Raum der EMN (Abschlussbericht)
(2018)
In dieser Arbeit wird untersucht, wie die regenerative Selbstversorgung eines Industriegebiets in der Europäischen Metropolregion Nürnberg (EMN) erreicht werden kann. Dazu wird zunächst ein beispielhaftes Modellgebiet erstellt, das aus verschiedenen Unternehmen der EMN zusammengesetzt ist und die Basis der weiteren Betrachtung bildet. Der Strom- und Wärmebedarf dieses Gebiets wird aus verschiedenen Daten zum branchenspezifischen Energieverbrauch, dem Umsatz und der Beschäftigtenzahl von Unternehmen in Bayern und Deutschland abgeschätzt und anschließend dem vorhandenen Potenzial zur Wind- und Sonnenenergienutzung gegenübergestellt.
Das Ergebnis der Betrachtung ist, dass eine komplette Selbstversorgung mit elektrischer Energie zwar möglich ist, allerdings nur bei ausreichend hoher Speicherkapazität. Der ergänzende Einsatz von regenerativen Energieformen erscheint sinnvoller und bietet die Möglichkeit einen Großteil des erforderlichen Energiebedarfs zu decken. Im Bereich der Wärmeversorgung bereitet vor allem die Bereitstellung von Prozesswärme aufgrund der hohen erforderlichen Temperatur Probleme, weshalb hier nach aktuellem Stand lediglich ein unterstützender Einsatz von erneuerbaren Energien denkbar und in diesem Bereich noch viel Entwicklungsbedarf vorhanden ist.