Energie & Elektrotechnik

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Datenkampagne für die Geothermie in Deutschland gestartet

Forschungsprojekt WärmeGut: Im Forschungsprojekt WärmeGut erarbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein bundesweit einheitliches Informationssystem, um das Potenzial oberflächennaher Geothermie im regionalen Maßstab für die Wärmeversorgung in Deutschland bestmöglich erkennbar und nutzbar zu machen. Dazu wird unter Leitung des Leibniz-Instituts für Angewandte Geophysik (LIAG) das etablierte und über das Internet frei zugängliche Geothermische Informationssystem GeotIS in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern des Verbundvorhabens weiterentwickelt. Das BMWK fördert das Projekt im 7. Energieforschungsprogramm – es ist Teil dessen Erdwärmekampagne zur verstärkten Nutzung von Geothermie…

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Neuartiges Netzteil bietet bis zu 50 Jahre Lebensdauer

Im Haushalt, im Büro, in der Industrie: Schaltnetzteile sind in unserem Alltag allgegenwärtig. Sie wandeln Wechselstrom der Hausleitung in Gleichstrom um, den Smartphone, Laptop und Co. genauso benötigen wie Ladestationen für E-Autos und ganze Logistik- oder Rechenzentren. Bislang müssen diese nach üblicherweise neun Jahren Dauerbetrieb ausgetauscht werden. Die Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Digital Power Systems (DPS) zeigte in Tests nun Netzteile mit 50 Jahren Lebensdauer. Heutige Schaltnetzteile sind zwar leicht und kompakt, wegen der darin verbauten Elektrolytkondensatoren…

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Von fossilen Energien unabhängig und Fracking-frei Heizen mit nachhaltigem Flüssigerdgas

FAU koordiniert EU-Projekt zur Herstellung von künstlichem Methan als Alternative zu Erdgas. Klimaneutrale Gasversorgung ist eines der drängendsten Themen unserer Zeit. Dabei nimmt die CO2-neutrale, synthetische Erzeugung von flüssigem Erdgassubstitut aus Biomasse einen immer größeren Stellenwert ein. Seit Anfang November koordiniert die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) das Projekt „CarbonNeutralLNG“, in dessen Mittelpunkt die Herstellung von künstlichem Methan aus Wasserstoff – der Alternative zu fossilen Energieträgern – und Kohlenstoffdioxid (CO2) steht. Das Projekt ist Teil von Horizon Europe, dem zentralen Finanzierungsprogramm der…

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Wasser-aktivierte Papierbatterie unter den weltbesten Erfindungen

Das renommierte US-Magazin «TIME» publiziert alljährlich eine Liste der bedeutendsten Erfindungen des Jahres. Dieses Jahr haben es Gustav Nyström und sein Team vom «Cellulose & Wood Materials Laboratory» der Empa in diese Auswahl geschafft – mit ihrer biologisch abbaubaren Einweg-Batterie, die in die Zukunft umweltfreundlicher Elektronik weist. Die Auszeichnung verlieh «TIME» dem Empa-Team in der Kategorie «Experimental» – einer von mehr als 20 Bereichen, in denen die wichtigsten Erfindungen des Jahres gesucht und ausgezeichnet werden, von künstlicher Intelligenz über neue…

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Grundwasserspeicher vielversprechend für Wärme- und Kälteversorgung

Thermische Aquiferspeicher können wesentlich zum klimafreundlichen Heizen und Kühlen von Gebäuden beitragen: Erwärmtes Wasser wird unter der Erde gespeichert und bei Bedarf heraufgepumpt. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun ermittelt, dass Deutschland ein beträchtliches Potenzial für Niedertemperatur-Aquiferspeicher aufweist und dieses Potenzial aufgrund des Klimawandels in Zukunft voraussichtlich wachsen wird. Zu der Studie gehört die bis jetzt detaillierteste Karte der Aquiferspeichermöglichkeiten in Deutschland. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden in der Zeitschrift Geothermal Energy. (DOI: 10.1186/s40517-022-00234-2) Thermische Aquiferspeicher…

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Schnellere und effizientere Computerchips durch Germanium

An der TU Wien gelang es, ein neuartiges Material aus Silizium und Germanium für die Chiptechnologie nutzbar zu machen. Das ermöglicht schnellere, effizientere Computer und neuartige Quantenbauelemente. Unsere heutige Chiptechnologie basiert größtenteils auf Silizium. Nur in ganz bestimmten Bauelementen wird auch eine geringe Menge an Germanium beigemischt. Es gibt aber gute Gründe in Zukunft höhere Germaniumanteile zu verwenden: Der Verbindungshalbleiter Silizium-Germanium hat nämlich entscheidende Vorteile gegenüber der heutigen Silizium-Technologie, was Energieeffizienz und die erreichbaren Taktfrequenzen betrifft. Das Hauptproblem dabei ist,…

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Neue Windfeldmodelle bilden Böen korrekt ab

Oldenburger Forschende erzielen wichtigen Fortschritt dabei, Schwankungen des Windes korrekt zu modellieren. Mit einem neuen statistischen Modell ist es Forschenden der Universität Oldenburg gelungen, turbulente Schwankungen des Windes deutlich realistischer abzubilden, als es bisher möglich war. Zudem entwickelte das Team vom Institut für Physik und vom Zentrum für Windenergieforschung ForWind um Dr. Jan Friedrich eine Methode, um aus Daten weniger Messpunkte mit dem Modell vollständige, realitätsnahe Windfelder zu berechnen. Wie sie in der Zeitschrift PRX Energy der American Physical Society…

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Tandemsolarzellen mit Perowskit

Nanostrukturen helfen mehrfach. Ende 2021 hatten drei Teams am HZB Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von knapp 30 Prozent vorgestellt. Dieser Wert hielt acht Monate lang den Weltrekord, eine sehr lange Zeit für dieses heiß umkämpfte Forschungsfeld. In der renommierten Fachzeitschrift Nature Nanotechnology beschreiben die Beteiligten nun, wie sie mit nanooptischen Strukturierungen und Reflexionsbeschichtungen diesen Rekordwert erreicht haben. Tandemsolarzellen aus Perowskit und Silizium ermöglichen deutlich höhere Wirkungsgrade als Siliziumsolarzellen allein. Mehrere Arbeitsgruppen am HZB forschen daran, solche Tandemsolarzellen gezielt zu entwickeln…

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Forscher entwickeln Energiesparkoffer

… als Unterstützung für Unternehmen. Viele kleine und mittlere Unternehmen stehen gerade vor großen Herausforderungen Energiesparpotentiale zu erfassen und Sparmaßnahmen umzusetzen. Damit sie gezielt vorgehen können und die verschiedenen Möglichkeiten ausprobieren können, haben Forscher des Kompetenzzentrums CoSA der TH Lübeck einen Energiesparkoffer entwickelt. Dieser besteht aus diversen Sensoren, die Verbrauche und damit Einsparpotentiale aufdecken. Ob Friseursalon, Handwerksbetrieb oder Hotel – viele kleine und mittlere Unternehmen suchen derzeit nach Lösungen wie sie effektiv Energie einsparen können. Die TH Lübeck Forscher Prof….

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Intelligente Algorithmen für die Energiewende

Mit einem Münchner Startup entwickeln HM-Professor Christoph Hackl und sein Team intelligente Algorithmen, die dafür sorgen, dass sich der Strom aus Wellenkraftwerken effizient und zuverlässig ins Stromnetz einspeisen lässt. Früher passionierter Windsurfer, forscht HM-Professor Christoph Hackl heute an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik zur Stromerzeugung aus Wellenkraft. Mit dem Münchner Start up SINN Power GmbH entwickeln Hackl und der wissenschaftliche Mitarbeiter Simon Krüner Steuerungssysteme für die Leistungselektronik für eine nachhaltige Stromgewinnung. Stromproduktion auf dem Meer Im Prinzip ist die…

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Verdreifachung der Ladegeschwindigkeit bei Elektro-Lkw geplant

NEFTON-Konsortium arbeitet an Teststand. Damit der Schwerlastverkehr künftig stärker elektrifiziert werden kann, arbeitet ein Konsortium aus Wissenschaft und Industrie an einem Prüfstand für deutlich höhere Ladeströme als bisher. Durch stärkere Ladesäulen und darauf ausgelegte Komponenten im Fahrzeug sollen die Ladezeiten schwerer Lkw drastisch verkürzt und elektrische Antriebe für Spediteure attraktiver gemacht werden. Ziel des Projekts sind künftig gerade einmal 15 Minuten Ladezeit für einen Akku. Rund 27 Prozent der vom Verkehr verursachten CO2 Emissionen in der EU gingen laut der…

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Damit keine Kilowattstunde ungenutzt bleibt

Fraunhofer IWU und Partner ebnen Energiespeichern den Weg in die Fabrik. In Fabriken gibt es zahlreiche, bisher weitgehend ungenutzte Möglichkeiten, den Energieverbrauch zu senken. Eine davon: der zielgerichtete Einsatz von Energiespeichern an Maschinen und Anlagen. Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ist Koordinator im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt »Energiespeicher in der Produktion« (ESiP), in dem der Prototyp für eine maßgeschneiderte, bedienerfreundliche Software entwickelt wird. Dieses Software-Tool wird alle gängigen Energiespeichertechnologien berücksichtigen. ESiP könnte helfen, dank…

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Solarpark 2.0: Mehr Ertrag bei gleicher Fläche

Ob Schatten, Schmutz oder Alterung – ungünstige Bedingungen für Solarmodule können den Ertrag von großen Photovoltaik-Freiflächenanlagen erheblich mindern. Im Forschungsprojekt Solarpark 2.0 arbeitet das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft daran, diese Verluste zu reduzieren. Innovative Schaltungen, neuartige Leistungselektronik und KI-gestützte Optimierung sollen Ausbeute und Lebensdauer von Anlagen steigern und die Betriebskosten senken. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das kürzlich gestartete Projekt mit rund 2,5 Millionen Euro. Auf dem Weg zur…

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Grenzen der Lithiumgewinnung aus Geothermie

Wasser aus der Tiefe pumpen, Lithium abtrennen und daraus Batterien für die Elektromobilität produzieren – die Idee vom umweltverträglichen und regionalen Lithium als Nebenprodukt der Geothermie scheint vielversprechend. Doch inwiefern sich der heimische Abbau wirklich lohnt, war bislang nicht ausreichend geklärt. Ein Team des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat jetzt den Forschungsstand zusammengefasst, Rohstoffmärkte analysiert und Technologien bewertet. Demnach könnten in Deutschland theoretisch Tausende Tonnen Lithium pro Jahr gefördert werden, zentrale Fragen müssen aber noch geklärt werden. Wasser aus…

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Agri-Photovoltaik

… bessere Chancen für kleinere Anlagen und hoch aufgeständerte Systeme. Der Deutsche Bauernverband (DBV), das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und die Hochschule für öffentliche Verwaltung Kehl begrüßen vor dem Hintergrund der 2023 in Kraft tretenden EEG-Novelle in einem gemeinsamen Positionspapier die stärkere Förderung der Agri-Photovoltaik – kurz Agri-PV – im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Durch die Gesetzesnovelle ist es zukünftig möglich, im Rahmen der Regelausschreibungen des EEG eine Einspeisevergütung für Strom aus PV-Anlagen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zu erhalten. Um der noch…

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Zurück in die Zukunft der Photosynthese

Die Rekonstruktion uralter Enzyme enthüllt, wie sich die Photosynthese an das Auftreten von Sauerstoff anpassen konnte. Das zentrale Enzym der Photosynthese, Rubisco, ist das häufigste der Erde. Aber wie entwickelte sich Rubisco, und wie passte es sich den Veränderungen im Laufe der Erdgeschichte an? Durch Rekonstruktion von Milliarden Jahre alten Enzymen gelang es Forschern des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, eine der wichtigsten Anpassungen der frühen Photosynthese aufzuklären. Ihre Ergebnisse liefern nicht nur Erkenntnisse zur Evolution der modernen Photosynthese,…

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