Zeitschrift EE

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Daniel Rüdisser

Mein Name ist Daniel Rüdisser und ich arbeite seit gut einem Jahr bei AEE INTEC. Nach meinem Studium der Technischen Physik an der TU Graz habe ich auf sehr unterschiedlichen Gebieten Erfahrungen gesammelt, etwa als Softwareentwickler, Jungunternehmer, Projektleiter, Forscher und sogar als Fondsmanager. Zu AEE INTEC hat mich einerseits der späte Wunsch eine Dissertation zu machen gebracht, andererseits hat mich das spannende Arbeitsumfeld von AEE INTEC gelockt. Das Institut ist als gemeinnütziger, nicht-gewinnorientierter Verein organisiert und bietet so die Möglichkeit „ehrliche Forschung“ abseits der sonst oft relativ erdrückenden Strukturund Gewinnzwänge zu betreiben. Natürlich stehen auch wir unter einem gewissen Druck, da eine zunehmende Zahl von Instituten mit immer ausgefeilteren Forschungsanträgen um die begrenzten Mittel der Forschungsförderung und Industriepartner „rittern“. Bisher gelingt uns das aber gut, und in unserem professionellen, hoch-motivierten und internationalen Team macht sogar diese Aufgabe Spaß – meistens jedenfalls.

Foto: AEE INTEC

Bei meiner Dissertation geht es um die möglichst präzise Berechnung des solaren Energieeintrags über beschattete und nicht-beschattete transparente Flächen eines Gebäudes. Ich habe bei meiner früheren Tätigkeit am Labor für Bauphysik der TU Graz bemerkt, dass es hier noch überraschend große „Unschärfen“ bzw. Ungenauigkeiten gibt und möchte ein neues universelles, numerisches Simulationsmodell zur genaueren Berechnung vorschlagen. Auch bei den anderen Projekten, die ich am Institut bearbeite, geht es natürlich viel um Physik bzw. Bauphysik, also um Wärme, Strahlung, Feuchte, Behaglichkeit, Klima etc. Unser neuer multifunktionaler Fassadenprüfstand, bei dessen Umsetzung ich im letzten Jahr mitwirken durfte, bietet hier ein sehr spannendes Potenzial, dessen vollen Umfang wir gerade erst begreifen.

Privat bin ich zum Studieren nach Graz gekommen, habe mich sofort in die Stadt verliebt und bin – sehr untypisch für Vorarlberger – einfach hier geblieben. Ich habe dann noch eine Tirolerin „importiert“ und zwischenzeitlich zwei Grazer Töchter, weshalb bei uns zu Hause mitunter ein babylonisches Dialektgewirr herrscht – zumindest für Zuhörer. Die Nachhaltigkeit versuche ich auch privat zu leben. So habe ich etwa vor Jahren aufgehört Fleisch zu essen und lege die meisten Wege mit dem Rad oder öffentlich zurück. Das „Auspendeln“ nach Gleisdorf war diesbezüglich für mich ein Problem, aber nun habe ich aus der Not eine Tugend gemacht und lege die täglichen 56 km mit insgesamt 700 Höhenmeter Anstiegen so oft es geht mit dem e-MTB zurück. Ich kann das wirklich jedem empfehlen und genieße die Fahrt jedes Mal aufs Neue. Ich sehe dabei regelmäßig Rehe, Fasane, Hasen und vieles mehr – leider aber nur sehr selten andere Radpendler, scheint eine scheue Spezies zu sein… :)

Mein (Rad-)Arbeitsweg nach Gleisdorf zu AEE INTEC. Foto: privat

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Diversifizierung der Nah- und Fernwärmeversorgung

Foto: AEE INTEC / Sabrina Metz

Die diesjährige qm heizwerke-Fachtagung zum Thema "Diversifizierung der Nah- und Fernwärmeversorgung" am 8. Juni 2018 in Leoben zeigte Praxisbeispiele, innovative Lösungsansätze sowie Neuigkeiten zu Big-Solar-Konzepten und alternativen Energiequellen für Nahwärmenetze auf.

Die Nutzung regional verfügbarer und nachhaltiger Wärmequellen ist voll im Laufen:

  • 35 Prozent jährliches Marktwachstum bei solarer Fernwärme in Europa,
  • Nutzung von Abwärme aus Industrie und Gewerbe,
  • Power-to-Heat-Anlagen für die Verwertung von Überschussstrom,
  • Wärmepumpen zur Speicheroptimierung und Nutzung von Niedertemperaturquellen für die Fernwärme, sowie
  • Großwärmespeicher für die saisonale Speicherung von Wärme.

Die mehr als 2.000 Biomasse- Nah- und Fernwärmeanlagen in Österreich haben maßgeblich dazu beigetragen, die Energiewende im Fernwärmebereich voranzutreiben. Diese Anlagen sind jetzt ebenso wie städtische Wärmenetze eine wertvolle Infrastruktur zur Erschließung zusätzlicher erneuerbarer und regionaler Wärmequellen.

Durch die Erweiterung des Wärmebereitstellungsportfolios, die Koppelung mit anderen Systemen (Strom, Gas, Abwasser, ...) und neue Fernwärmetechnologien gepaart mit innovativen Betriebs- und Regelungskonzepten werden Wärmenetze zukünftig integraler Bestandteil intelligenter Energiesysteme sein. Abgesehen von reduzierten Systemtemperaturen wird von diesen Wärmenetzen der 4. Generation ein hohes Maß an Flexibilität verlangt, da das Wärmenetz als Bindeglied zwischen fluktuierenden Erzeugerlastprofilen und dem kundenseitigen Wärmebedarf dient. Zudem ist davon auszugehen, dass neben größeren Wärmebereitstellern auch viele kleinere Wärmequellen dezentral eingebunden werden und Gebäude nicht nur Wärmeabnehmer sind, sondern je nach Betriebszustand Abnehmer, Erzeuger oder Speicher sein können. Dementsprechend wird dem Gebäude als Energiespeicher (energieflexibles Gebäude) und Prosumer eine wichtige Rolle in Hinblick auf ein intelligentes Lastmanagement und die Schaffung von flexiblen und resilienten Energiesystemen zukommen.

Im Rahmen der Fachtagung wurden auch Beispiele aus der Praxis erörtert. Vertreter der Stadtwerke Amstetten und Wörgl stellten Fernwärmeprojekte vor, die auf Abwärme aus der Industrie, von KWKAnlagen und Abwasser setzen und wie im Fall von Wörgl ein Fernwärmenetz ganz ohne eigene Heizwerke betreiben. Die Stadtwerke Mürzzuschlag präsentierten das kurz vor Inbetriebnahme stehende Big-Solar-Projekt mit 5 000 m² Solarkollektoren zur Einspeisung von Wärme in das Fernwärmenetz von Mürzzuschlag. Zudem wurden aktuelle Studien zu solarthermischen Großanlagen sowie der aktuelle Stand der solaren Fernwärme in Deutschland vorgestellt. Dänische Fernwärmeprojekte mit hohen solaren Deckungsgraden und die Pläne zur Konvertierung des Fernwärmenetzes in Hamburg hin zu hohen Anteilen an Abwärme, Abwasserwärme und Solarthermie fanden ebenso Interesse wie Systemkonzepte zur Optimierung von Abwasserreinigungsanlagen, die eine Rückgewinnung von Wertstoffen und eine energetische Optimierung mittels Wärmepumpen und Optimierung der Faulgasproduktion beinhalten.

Die vielen interessierten Zwischenfragen und regen Diskussionen der fast 90 Teilnehmenden zeigten, dass das Thema von großer Wichtigkeit ist und die Diversifizierung von Nahwärmenetzen unbedingt weiter vorangetrieben werden sollte.

Weiterführende Informationen

Die Präsentationen und das Veranstaltungsprogramm stehen unter https://www.klimaaktiv.at/erneuerbare/effiziente_heizwerke/fachtagung2018.html zur Verfügung.

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NEXUS Wasser-Energie im Industriesektor

Wasser und Energie sind die weltweit bedeutsamsten Ressourcen. Um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass ihre Nutzung eng verbunden ist, wurde der Begriff “NEXUS Wasser-Energie” ins Leben gerufen, der mehr und mehr auch von internationalen Umweltorganisationen verwendet wird. Eine neugegründete internationale Forschungsplattform wird den Zusammenhang zwischen Wasser und Energie im industriellen Sektor näher analysieren.

Abbildung. Quelle: AEE INTEC

Start der Projektes “Solarenergie im industriellen Wasser- und Abwassermanagement” des “Solar Heating and Cooling Programme” der Internationalen Energieagentur (IEA SHC Task 62) war Mitte Juni. Das Kick-off-Meeting ist für Anfang Oktober 2018 in Graz geplant.

Der Industriesektor ist der zweitgrößte Wasserverbraucher nach der Landwirtschaft. Neben der Verringerung des Energieverbrauchs steht die Untersuchung und Verbesserung von solaren Wassertrenn- und Reinigungsverfahren im Mittelpunkt. Ziele des Projektes sind einerseits die Eröffnung neuer Möglichkeiten für Solarthermie und andererseits die Unterstützung von Abwasserreinigungsanlagen mit Hilfe neuer Technologien sowie die Rückgewinnung von Metallen, Kohlenstoff, Phosphor und weiteren wertvollen Materialien aus industriellen Abwässern. Leiter des Projekts ist Christoph Brunner.

Ein Fokus liegt auf solar betriebenen Trenntechnologien. Dazu soll eine Matrix verschiedener industrieller Trennprozesse erstellt und innovative solarthermische Trenntechnologien mit ihren Pros und Cons bewertet werden. Die Forschungsgruppe dieses Schwerpunkts wird von Joachim Koschikowski vom Fraunhofer ISE in Deutschland geleitet. Eine zweite Gruppe wird sich mit Technologien, die Solarstrahlung bzw. UV-Licht für die Dekontamination bzw. Desinfektion von Wasser verwendet, beschäftigen. Diese Gruppe wird von Isabel Oller vom spanischen Institut CIEMAT/PSA geleitet. Kollektorhersteller werden eingeladen, an der Entwicklung von spezifischen Lösungen mitzuarbeiten.

Andererseits wollen die Forscher Anlagenplaner und -bauer mit einem Leitfaden zur Entscheidungsfindung unterstützen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, die Industrie zu verstehen und zu untersuchen, inwieweit Wasser-Energie-Konzepte in der Industrie bereits Anwendung finden. Diese marktorientierte Forschungsgruppe wird von Mikel Duke von der australischen Victoria University geleitet.

Das Kick-off-Meeting ist für 1.-2. Oktober 2018 in Graz geplant, vor der “Internationalen Konferenz für nachhaltige Energien”, die von 3.-5. Oktober 2018 in Graz stattfindet. Interessierte Stakeholder aus Forschung und Industrie können mit Christoph Brunner (siehe E-Mail unten) Kontakt aufnehmen.

Unter dem Dach des “Solar Heating und Cooling Programme” der internationalen Energieagentur (IEA) werden Forschungsprojekte innerhalb eines weiten Themenbereichs durchgeführt. Der Bogen spannt sich von solaren Fassadenlösungen über zukünftige Speicherkonzepte bis zur Integration von großen Solarthermiefeldern in Fernwärme und Fernkältenetze.

Auftraggeber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

Projektpartner: AEE INTEC (Projektleitung), Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE (Deutschland), Plataforma Solar de Almería-CIEMAT (Spanien), Victoria University (Australien) sowie ein internationales Firmenkonsortium.

Ansprechperson: Dipl.-Ing. Christoph Brunner, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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Modellbasierte Regelung von Absorptionswärmepump- Anlagen

Thermisch angetriebene Absorptionswärmepump- Anlagen können in vielen Systemen und Anwendungen sowohl zur Wärmebereitstellung (Absorptionswärmepumpen), als auch zur Kältebereitstellung (Absorptionskältemaschinen) eingesetzt werden. Mit dieser Technologie ist es möglich, die Effizienz des Energiesystems zu steigern und den Anteil erneuerbarer Energieträger zu erhöhen. Aktuelle Regelungen für Absorptionswärmepump-Anlagen sind in ihrer Funktionalität meist darauf ausgerichtet, die Anlagen zur Grundlastabdeckung einzusetzen. Dadurch können viele potenzielle Anwendungsbereiche, die ein dynamisches Betriebsverhalten aufweisen, nicht oder nur eingeschränkt abgedeckt werden.

Fotos: EAW Energieanlagenbau GmbH Westenfeld

Ziel des Projektes HPC (Heat Pumping Systems Control, 4. Ausschreibung Energieforschung) ist es, die Regelung von Absorptionswärmepump-Anlagen so zu verbessern, dass diese in der Lage ist, die komplexen, gekoppelten und zum Teil nichtlinearen Zusammenhänge verschiedener Teilprozesse und Prozessgrößen, alle internen und externen Stellgrößen sowie auch die Schwankungen der externen Störgrößen (z. B. Temperaturschwankungen der eintretenden, externen Stoffströme) explizit zu berücksichtigen und soweit möglich zu kompensieren. Dazu soll eine Methode zur modellbasierten Regelung von Absorptionswärmepump-Anlagen entwickelt werden, die für beide gängigen Arbeitsstoffpaare (Ammoniak/ Wasser bzw. Wasser/Lithiumbromid) geeignet ist und aufgrund ihres systematischen und modularen Ansatzes eine breite Basis für spezifische Weiterentwicklungen der Regelung sowohl für die Anwendung als Kältemaschine als auch als Wärmepumpe darstellt. Schlussendlich soll durch die neue Regelung die bereitgestellte Nutz-Kälte bzw. -Wärme deutlich genauer an die Anforderungen herangeführt werden und zusätzlich dazu das Temperaturniveau, auf dem diese Nutzenergie bereitgestellt wird, sehr genau dem geforderten Temperaturniveau entsprechen. Dadurch könnte der Einsatzbereich von Absorptionswärmepump- Anlagen vergrößert, die Zuverlässigkeit durch eine geringere Anzahl an Störabschaltungen erhöht sowie die Effizienz verbessert werden.

Neben der experimentellen Validierung sollen basierend auf praktischen Anforderungen Testläufe mit der Standardregelung und der neuen modellbasierenden Regelung durchgeführt werden, um das Verbesserungspotential zu ermitteln und zu bewerten.

Auftraggeber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (4. Ausschreibung Energieforschung)

Projektpartner: BIOENERGY 2020+ GmbH (Projektkoordinator), EAW Energieanlagenbau GmbH Westenfeld, Pink GmbH, S.O.L.I.D. Solarinstallation und Design GmbH, TU Graz – Institut für Wärmetechnik, AEE INTEC

Ansprechperson: Dipl.-Ing. Christoph Moser, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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Erreichung der nächsten Effizienz-Stufe für Europäische Energiemanager

Foto: rottadana / fotolia.com

Der europäische Energiemanager (European Energy Manager – EUREM) ist ein internationales Programm zur Ausbildung und Qualifizierung von EnergiemanagerInnen (http://www.energymanager.eu).

Das übergeordnete Ziel des von der EU im Forschungsprogramm Horizon 2020 finanzierten Projektes „EUREMnext“ besteht darin, das bewährte EUREMSchulungsprogramm inhaltlich zu erweitern und in neuen Ländern zu verbreiten, um zusätzliche qualifizierte bzw. akkreditierte ExperInnen auszubilden und die Kenntnisse und Fähigkeiten der EnergiemanagerInnen zu erweitern. Dadurch werden sie zur Steigerung der Qualität von Energieaudit-Ergebnissen, der Umsetzung identifizierter Maßnahmen und letztlich der Energieeffizienz und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen beitragen.

Das Projekt wird den European-Energy-Manager- Lehrgang in sechs europäischen Ländern (Albanien, Bosnien und Herzegowina, Estland, Lettland, Serbien, Türkei) neu einführen, um dort Personen zu qualifizierten EnergieexpertInnen auszubilden. Das Trainingsprogramm wird um vier neue E-learning- Module zu den Themen Mobilität, Industrie 4.0., Energieaudit-Standards und Prozesse, Energiekultur in Unternehmen sowie eine Vertiefung des Moduls zur Wirtschaftlichkeitsrechnung und ein praxisorientiertes Modul ergänzt. Um die Umsetzung der in Energieaudits indentifizierten Maßnahmen zu steigern, werden Aktvitäten zur Umsetzungsbegleitung entwickelt und getestet. Dieses Begleitprogramm umfasst z. B. Energieaudit-Workshops, Pitching-Workshops zur Präsentation der Maßnahmen vor Entscheidungsträgern, Follow-up für Umsetzungsmaßnahmen sowie Netzwerk- und Bewusstseinsbildungsaktivitäten unter Berücksichtigung des Finanzsektors.

Das Projekt startete im März 2018 und dauert 36 Monate. EUREMnext wird durch das Horizon 2020 Research and Innovation Programm der Europäischen Kommission finanziert.

Auftraggeber: Europäische Kommission im Rahmen des Forschungsprogramms Horizon 2020

Projektpartner: IHK Nürnberg (Koordinator), AEE INTEC, AHK Services s.r.o. (Tschechische Republik), Ammattienedisamislaitossaatio AELSR (Finnland), Austrian Institute of Excellence Ltd (Albanien), Deinternational Poslovne Usluge D.O.O. (Bosnien und Herzegowina), Deinternational Servis Hizmetleri Anonim Sirketi (Türkei), Ellinogermaniko Emporiko & Viomichaniko Epimelitirio (Griechenland), ESCAN SL (Spanien), Latvijas Tirdzniecibas Un Rupniecibas Kamera (Lettland), MTU Eesti Kaubandustoostuskoda (Estland), Privredna Komora Srbije (Serbien), Wirtschaftskammer Österreich (WKO)

Ansprechperson: Dipl.-Ing. Jürgen Fluch, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

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