Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Windy Cities: Strom aus dem Wind um die Ecke

15.05.2017

Kooperatives Promotionskolleg „Windy Cities“ erforscht Wege zur energieautarken Stadt

Beim Stichwort Energiewende denkt man meist an große Windparks im Norden Deutschlands oder vor der Meeresküste. Der Transport der so erzeugten Energie in den Süden der Republik erfordert aber aufwändige Hochspannungsleitungen, die in der Bevölkerung umstritten sind.


3D-Modell des Stuttgarter Schlossplatzes. Auf Simulationen wie diese baut das Projekt Windy Cities auf.

© Landeshauptstadt Stuttgart, Stadtmessungsamt

Das kooperative Promotionskolleg „Windy Cities“ der Universität Stuttgart, der Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) und der Hochschule Esslingen möchte lokale Kleinwinde, die es in jeder Stadt entlang der Häuser gibt, für die Energiegewinnung nutzen.

Wer schon einmal einen heißen Sommerabend im Stuttgarter Talkessel verbracht hat, kennt das Phänomen: Wenn die Sonne untergeht, strömt plötzlich ein sanfter Wind über die Talkanten in die Stadt und bringt Kühlung. Ähnliches lässt sich auch an der Abbruchkante von Hausdächern beobachten.

„Diese Thermiken wollen wir mit Hilfe von Kleinwindkraftanlagen für die dezentrale Stromversorgung in urbanen Räumen nutzen“, erklären die Sprecher des Kollegs, Prof. Bernd Plietker vom Institut für Organische Chemie der Universität Stuttgart und Prof. Volker Coors vom Zentrum für Geodäsie und Geoinformatik an der HFT Stuttgart.

Die Energieausbeute solcher Kleinwindkraftanlagen ist nicht unerheblich, doch dem wirtschaftlichen Einsatz stehen noch etliche Hürden entgegen. Ein besonderes Problem sind dabei die je nach Windstärke und Verbrauch fluktuierenden Energiemengen, die eine Herausforderung für die Netzstabilität und die Speichertechnologien darstellen. Im Rahmen von „Windy Cities“ soll daher das Zusammenspiel zwischen der Umwandlung von Wind in Strom (Konversion) und der intelligenten Speicherung in urbaner Umgebung untersucht werden.

Dynamische Gebäude- und Stromnetzsimulation

Zum einen wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine dynamische Gebäude- und Stromnetzsimulation auf der Basis eines 3D-Stadtquartiermodells entwickeln, mit der sich der Strombedarf in einem Stadtviertel sowie die Stromerzeugung in den nächsten 24 Stunden präzise vorhersagen lassen. Gekoppelt wird diese Simulation mit einem intelligenten Stromzähler (Smart-Meter-System), der den aktuellen Energieverbrauch erfasst. Das auf diese Weise prognostizierte Lastprofil wird genutzt, um das Laden und Entladen beziehungsweise den Betrieb der Speichermedien – Batterien sowie Wärmepumpen mit Warmwasserspeicher – zu optimieren. Ziel ist es, primär den Eigenenergiebedarf des Gebäudes zu decken und die Einspeisung von Stromspitzen in das Stromnetz zu minimieren.

Neuartige chemische Speicher auf Wasserstoff-Basis

Die bisherigen in der Energieerzeugung verwendeten Speichertechnologien passen jedoch nicht zur Energieproduktion von Kleinwindanlagen, da sie auf große Strommengen ausgerichtet sind. Daher zielt ein weiteres Teilprojekt von Windy Cities darauf, neuartige chemische Speicher zu entwickeln. Dabei soll der an der Universität Stuttgart entstandener Prototyp einer Wasserstoff-Batterie zu Mikroreaktoren weiterentwickelt werden, die sich parallel und in Serie verschalten lassen und einzeln ansteuerbar sind. Wasserstoff ist in Verbindung mit der Rückverstromung über Wasserstoffbrennstoffzellen ein besonders attraktiver Energieträger, weil er eine hohe Speicherdichte erreicht, den Kreislauf aus Energiekonversion, Speicherung und Bereitstellung optimal abbildet und einen geringen CO2-Fußabdruck hinterlässt.

Zwölf Promovierende aus verschiedensten Disziplinen

An der Entwicklung und der Realisierung dieses Konzepts arbeiten im Rahmen des Ministerium für Wissenschaft und Kunst Baden-Württemberg geförderten kooperativen Promotionskolleg zwölf Doktorandinnen und Doktoranden aus unterschiedlichen Disziplinen wie der Chemie, der Geodäsie und den Ingenieurswissenschaften an der Universität Stuttgart, der Hochschule für Technik Stuttgart und der Hochschule Esslingen in dem zusammen.

Kontakt:
Prof. Bernd Plietker, Universität Stuttgart, Institut für Organische Chemie, +49-(0)711-685 64283, bernd.plietker@oc.uni-stuttgart.de
Prof. Volker Coors, Dr. Anja Ernst, HFT Stuttgart, volker.coors@hft-stuttgart.de, anja.ernst@hft-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu, Wissenschaftsreferentin, Universität Stuttgart, Hochschulkommunikation,Keplerstr. 7, 70174 Stuttgart, Tel. +49 (0)711-685-82176, Andrea.mayer-grenu@hkom.uni-stuttgart.de

Weitere Informationen:

Weitere Informationen: http://windycities.de/de/
3D-Modelle: https://3d.stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Klimaangepasste Photovoltaik: Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen
21.11.2018 | CTR Carinthian Tech Research AG

nachricht Millimeterwellen für die letzte Meile
21.11.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: First diode for magnetic fields

Innsbruck quantum physicists have constructed a diode for magnetic fields and then tested it in the laboratory. The device, developed by the research groups led by the theorist Oriol Romero-Isart and the experimental physicist Gerhard Kirchmair, could open up a number of new applications.

Electric diodes are essential electronic components that conduct electricity in one direction but prevent conduction in the opposite one. They are found at the...

Im Focus: Millimeterwellen für die letzte Meile

ETH-Forscher haben einen Modulator entwickelt, mit dem durch Millimeterwellen übertragene Daten direkt in Lichtpulse für Glasfasern umgewandelt werden können. Dadurch könnte die Überbrückung der «letzten Meile» bis zum heimischen Internetanschluss deutlich schneller und billiger werden.

Lichtwellen eigenen sich wegen ihrer hohen Schwingungsfrequenz hervorragend zur schnellen Übertragung von Daten.

Im Focus: Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“

Eine Zelle bewegt sich ständig umher, tastet ihre Umgebung ab und sendet Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann.

Im Focus: Nonstop Tranport of Cargo in Nanomachines

Max Planck researchers revel the nano-structure of molecular trains and the reason for smooth transport in cellular antennas.

Moving around, sensing the extracellular environment, and signaling to other cells are important for a cell to function properly. Responsible for those tasks...

Im Focus: InSight: Touchdown auf dem Mars

Am 26. November landet die NASA-Sonde InSight auf dem Mars. Erstmals wird sie die Stärke und Häufigkeit von Marsbeben messen.

Monatelanger Flug durchs All, flammender Abstieg durch die Reibungshitze der Atmosphäre und sanftes Aufsetzen auf der Oberfläche – siebenmal ist das Kunststück...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hüftprothese: Minimalinvasiv oder klassisch implantieren? Implantatmodell wichtiger als OP-Methode

21.11.2018 | Veranstaltungen

Personalisierte Implantologie – 32. Kongress der DGI

19.11.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz diskutiert digitale Innovationen für die öffentliche Verwaltung

19.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Klimaangepasste Photovoltaik: Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen

21.11.2018 | Energie und Elektrotechnik

Wenn Verwandte von Krankheitserregern Gutes tun

21.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Goldglanz im Glas - Verbundgläser mit Basalttextilzwischenlage

21.11.2018 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics