Forschung
Am ZET werden neuartige, hocheffiziente und klimafreundliche Verfahren und Prozesse in der Energietechnik erforscht.
Der Fokus liegt dabei auf Forschungsthemen, die zukünftig einen bedeutenden Beitrag zu einer nachhaltigen Energiebereitstellung leisten. Bei der Bearbeitung dieser Themenschwerpunkte kann auf die Kompetenzen der ZET-Mitglieder, die Infrastruktur der ZET-Keylabs und die gute regionale sowie überregionale Vernetzung genutzt werden.
Hier finden Sie eine Auswahl der Forschungsschwerpunkte am Zentrum für Energietechnik:
Wasserstoff-Technologien
Dieser Schwerpunkt verdeutlicht die Vielfalt und die Interdisziplinarität der Forschung und Entwicklung am ZET. Sie reicht von anwendungsnahen Projekten wie im „ZET-Reallabor Energiezukunft Wunsiedel“ bis hin zur Grundlagenforschung im Keylab Brennstoffzelle. Entsprechend werden die Themen Wasserstoff-Erzeugung und -Nutzung besonders intensiv vorangetrieben. Dabei ergeben sich zudem Schnittpunkte zu weiteren Forschungsschwerpunkten am ZET wie der Erzeugung synthetischer Kraftstoffe oder der Abwärmenutzung.
Einen generellen Überblick der Wasserstoff-Forschung an der Universität Bayreuth finden Sie hier.
Sektorkopplung - Power-to-Heat
Aufgrund aktueller Thematiken wie beispielsweise der Einführung einer CO2-Steuer gewinnt der effiziente Einsatz von Energie sowie die Einbindung von dezentralen, regenerativen Energieträgern zunehmend an Bedeutung. Im Bereich der Gebäudetechnik werden deshalb verstärkt elektrische Wärmepumpen zur Heizung und Kühlung eingesetzt. Durch die Entwicklung neuartiger Regelungskonzepte am ZET wird die Eigennutzung von PV-Strom oder auch die Nutzung von Überschussstrom mittels Luft/Wasser-Wärmepumpe zur kombinierten Wärmebereitstellung optimiert.
Sektorkopplung - Power-to-Liquid
Wind- und Photovoltaikanlagen sind die weitverbreitetsten regenerativen Energieerzeuger. Da diese Energiequellen jedoch tageszeit- und witterungsabhängig sind, fluktuiert die Stromerzeugung stark. Um die Überschussenergie dieser Anlagen nutzen zu können und einen Redispatch zu vermeiden, bietet es sich an, diese Energie chemisch zu speichern. Die Fischer-Tropsch-Synthese ist eine Möglichkeit der chemischen Energiespeicherung, da hier aus Wasserstoff und Kohlendioxid synthetische Kohlenwasserstoffe erzeugt werden, die als Kraftstoffe (efuels) eingesetzt werden können.
Energieautarke Gebäude
Wie sich Gebäude und Kommunen der Zukunft mehr und mehr von einer fossilen Versorgungsstruktur lösen können, erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des ZET im Rahmen des TAO-Graduiertenkollegs „Energieautarke Gebäude“. Im Mittelpunkt steht die ganzheitliche Gestaltung von im Idealfall energieautarken Gebäuden im ländlichen Raum am Beispiel der Region Oberfranken.
Abwärmenutzung
Über 60 % des Gesamtendenergieverbrauchs in Deutschland wird für die Bereitstellung von Prozesswärme aufgebracht. Hierbei werden vielfach Energieströme ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Für die Abwärmenutzung stehen in Abhängigkeit von Temperatur und Verwendungszweck vielseitige Technologieansätze zur Verfügung. Das ZET untersucht insbesondere die Speicherung thermischer Energie, die Stromerzeugung mittels Organic Rankine Cycle und den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen. Das ZET untersucht insbesondere thermische Energiespeicher (TES), die Stromerzeugung mittels Organic Rankine Cycle (ORC) und den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen. Dabei steht am ZET eine ORC-TES-Anlage im Demonstrationsmaßstab (15 kWel/ 2 MWhth) zur Verfügung.
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
Der effiziente Transport elektrischer Energie bei räumlich getrennter Erzeugung (z.B. Off-Shore Windkraftanlagen) und Abnahme (z.B. in industriellen Prozessen) ist eine wesentliche Herausforderung der Energiewende. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist ein vielversprechender Ansatz, der mit geringen Leitungsverlusten und geringem Platzbedarf einhergeht, jedoch hohe leistungselektronische Anforderungen mit sich bringt. In diesem Kontext sind angepasste Netztopologien und Schaltungskonzepte notwendig.