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Anton Neuhäuser

Anton Neuhäuser

Schon zu Schulzeiten entwickelte sich Anton Neuhäusers Interesse für erneuerbare Energien, so hat er ein Projekt bei Jugend-forscht über die stoffliche und energetische Nutzung der Brennessel durchgeführt, sowie einen solaren Dörrapparat gebaut. Für seine Facharbeit hat er ein funktionsfähiges Modell eines Stirlingmotors gefertigt. Als Studienfach wählte er dann in Übereinstimmung mit seinen Interessen Energie- und Prozesstechnik mit Schwerpunkt Umweltverträgliche Energiesysteme an der TU München. Nach einem Praktikum in China zum Thema Brennstoffzellen, einer Studienarbeit zur solaren Meerwasserentsalzung und einem Praktikum bei einem Biogasmotorenhersteller entschied er sich für eine Diplomarbeit am Fraunhofer ISE zum Thema: Erstellung eines Kraftwerkssimulationsmodells mit linearen Fresnel-Kollektoren und Abschätzung der Wirtschaftlichkeit bei 1 MW thermischer Leistung.

Im Rahmen dieser Arbeit begann er sich mit der solarthermischen Stromerzeugung im kleinen und mittleren Leistungsbereich zu beschäftigen. Da dieses Thema viele seiner Interessen bündelt und noch nicht ausreichend bearbeitet wurde entschied er sich, sich weiter damit zu beschäftigen. Es gelang ihm, ein Projekt zur Finanzierung eines Teststandes, zur Untersuchung der solaren Kraft-Wärme-Kopplung, zu akquirieren.

Promotionsthema:

Im Rahmen einer vom BMU geförderten Studie (MEDIFRES) (www.mss-csp.info) konnte gezeigt werden, dass unter günstigen Auslegungsparametern solarthermische Kraftwerke im Leistungsbereich kleiner 1 MWel attraktiv für den Einsatz in sonnenreichen Ländern sein können. Besonders durch eine gleichzeitige Nutzung von solar erzeugter Wärme, Kälte und Strom kann die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden. In abgelegenen Regionen, in denen Industriebetriebe ihren Bedarf zumeist über Dieselgeneratoren und fossil befeuerte Wärmeerzeuger decken, kann der Einsatz der solaren Kraft- Wärme- Kälte- Kopplung (KWKK) schon heute ohne staatliche Förderung wirtschaftlich sein. Vorteile kleiner Anlagen sind geringere Gesamtinvestitionskosten und daher einfachere Finanzierung sowie schnelle Projektentwicklungen und damit eine deutliche Beschleunigung der Marktentwicklung. Auch mittelständische Unternehmen, die nicht die nötigen Kapazitäten haben um Großkraftwerke zu realisieren, können solche Anlagen bauen. Somit versprechen Anlagen zur solaren KWKK einen signifikanten Beitrag zur Erhöhung des Anteiles der Solarenergie an der weltweiten Energiebereitstellung.

Die erforderlichen Schlüsselkomponenten (z.B. Mittel- und Hochtemperaturkollektoren, Speicher, kleinere Wärmekraftmaschinen, Absorptionskältemaschinen) für eine solche Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) befinden sich auf unterschiedlichen Entwicklungsniveaus. Eine Anlage zur solaren KWKK wurde bisher nicht realisiert. Technische Komponenten, die prinzipiell für eine solare KWKK einsetzbar wären, sind für die solar spezifischen dynamischen Anforderungen weder getestet noch optimiert.

Zur Untersuchung von Komponenten zur solaren KWKK unter Randbedingungen der solaren Wärmebereitstellung wird derzeit am Fraunhofer ISE, als Teil der Promotion, ein Versuchsstand aufgebaut. Dieser soll zur Vermessung der Komponenten und  zu deren Weiterentwicklung zusammen mit Herstellern dienen. Die gewonnenen Daten werden zur Validierung und Erweiterung des bereits im ersten Jahr der Promotion begonnenen dynamischen Simulationsmodelles verwendet. Mit Hilfe der Simulationen soll eine Regelstrategie für die Gesamtanlage entwickelt werden, die eine sichere und wirkungsgradoptimale Deckung des Strom, Wärme und / oder Kältebedarfs ermöglicht.

Das im Projekt MEDIFRES entwickelte Simulationstool ermöglicht eine Ertragsrechnung auf Basis von Stundenwerten für die solare Einstrahlung und den Strom-, Wärme- und / oder Kälte- Bedarf. Durch Kostenannahmen lassen sich wirtschaftliche Kennzahlen wie Stromgestehungskosten oder die Einsparung gegenüber konventionellen Systemen berechnen. Dieses Tool soll mit Hilfe der Messergebnisse verbessert und erweitert werden, so dass es zur Dimensionierung und Optimierung von Anlagen zur solaren KWKK verwendet werden kann.

Im weiteren Verlauf sollen geeignete Demonstrationsprojekte identifiziert werden, an denen die Machbarkeit und die Möglichkeiten der solaren KWKK gezeigt werden kann.