Doktoratskolleg Energiesysteme 2030
> Zum Inhalt

ARBEITSPAKETE

Aus den Schlüsselthemen zur Energie der Zukunft wurden vier Arbeitspakete ausgewählt:

  • Offshore-Solar
  • Solar-Chemie
  • Elektromobilität
  • Energieaktive Gebäude

Das Thema Energiespeicherung bildet gemeinsam mit den Kompetenzfeldern Systemanalyse und System-Modellierung (und vice versa) die drei wichtigsten verbindenden Elemente aller vier Arbeitspakete. Die Fähigkeit zum übergreifenden System-Denken und Arbeiten soll im DK ENSYS- 2030 besonders gefördert werden. Diese Fähigkeit, über Spezialisten-Wissen hinaus in Systemzusammenhängen arbeiten zu können, wird in der zukünftigen Energietechnik eine sehr hohe Bedeutung einnehmen. Als illustrative Beispiele seien die Ausnutzung aller Restwärmepotentiale in Plusenergiegebäuden, die Interaktion von elektrischen, mechanischen und thermischen Phänomenen in Elektro- oder Hybridfahrzeugen, und das mögliche Zusammenspiel von Batterien in Elektroautos mit der Regelung großer Stromnetze genannt.

Energiespeicher

Energiespeicherung ist ein Querschnitts-Thema aller Arbeitspakete. Mit dem Ausbau regenerativer Energieformen in der Stromerzeugung einerseits und dem Ausbau der Elektromobilität andererseits steigen die Anforderungen an Speichertechnologien enorm an. Die Anforderungen liegen sowohl in den Größenordnungen der Speicher (MW, MJ) als auch in den Speicherkosten. Einzig die Pumpspeichertechnologie (PST) kann heute den Anforderungen der zukünftigen Stromtechnologie gerecht werden. Mittels PST können sehr große Mengen an Energie sehr effizient gespeichert werden. Durch reversible Pumpturbinen kann zwischen Speicherung und Erzeugung von Energie sehr schnell gewechselt werden. Das passiert durch den veränderten Strommarkt bereits sehr häufig und es ist zu erwarten, dass sich in Zukunft dieser Trend fortsetzen wird. In der PST gibt es noch beträchtliches Weiterentwicklungspotential im Bereich der dezentralen Pumpspeicherung, da der vorhandene Netzausbau für den Transport in großen Pumpspeicheranlagen an seine Grenzen stoßen wird. Im Gebiet der dezentralen Pumpspeicherung mit kleinen Anlagen bedarf es einer vertieften Forschung im Bereich der drehzahlvariablen Antriebe gekoppelt mit entsprechendem hydraulischen Design. Der Vorteil einer solchen Anlagenkonzeption wäre die Abdeckung des Strombedarfs direkt beim dezentralen Verbraucher, ohne eine allzu lange Netzstrecke in Anspruch zu nehmen. Im vorgeschlagenen Doktoratskolleg „ENSYS-2030“ wird das Thema Energiespeicherung in vier Teilprojekten bearbeitet (PhD#1, #4, #6 und #7).