Entwicklung einer exergetischen Bewertungsmethodik für kommunale Versorgungsstrukturen


Anna Kallert
Fraunhofer-Institut für Bauphysik

Standort Kassel, Abteilung Energiesysteme, Gruppe Niedrigexergiesysteme
Telefon: 0561 / 804 1876 – anna.kallert@ibp.fraunhofer.de




Betreuung
Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser
Technische Universität München; Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen; Lehrstuhl für Bauphysik

2. Supervisor
Professor Folke Björk
KTH – Royal Institute of Technology, Department of Civil and Architectural Engineering, Division of Building Technology, Stockholm Sweden

Kurzbeschreibung des Dissertationsthemas

Hintergrund und Motivation
Die Energiewende erfordert innovative, nachhaltige, effiziente und auf erneuerbaren Energieformen basierenden Lösungen für die künftige, thermische Energieversorgung kommunaler Gebäudesysteme. Aufgrund unterschiedlicher Energiebedarfe unterschiedlicher Gebäudetypen und der Versorgung mit fluktuierenden Energiequellen kommt es zu Wechselwirkungen der Gebäude untereinander und mit dem Versorgungsnetz (Netzreaktive Gebäude). Die Bewertung der innerhalb von kommunalen Versorgungsstrukturen auftretenden Energieströme ist hinsichtlich ihrer Quantität (energetisch) und Qualität (exergetisch) in der Regel nur unzureichend möglich. Darüber hinaus existieren keine Ansätze, die sowohl die Verbraucher- als auch die Erzeugerseite berücksichtigen. Aus diesem Grund soll eine dynamische Bewertung auf der Basis thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten – insbesondere unter Berücksichtigung des Niedrigexergie- Ansatzes (LowEx) - entwickelt werden.
Im Kontext einer exergetischen, dynamischen Bewertung von Gebäuden existieren bereits Simulationsmodelle und Bewertungsmethoden, die im Rahmen des nationalen „Verbund LowEx“ sowie „LowEx-Monitor“ und dem internationalen „ECBCS Annex 49“ erarbeitet worden sind. Jedoch ist die Beurteilung der Wechselwirkungen, die innerhalb der kommunalen Versorgung auftreten, anhand dieser Methoden und Modelle nicht möglich. Die Herausforderung des Forschungsprojektes besteht daher in der Abbildung der Interaktionen und Fluktuationen unter Berücksichtigung aller relevanten Parameter (Verbraucher- und Erzeugerseite).

Umsetzung
Ausgehend von bestehenden Ansätzen soll schrittweise eine Methode zur exergetischen Bewertung von kommunalen Versorgungssystemen entwickelt werden. Anhand ausgewählter Systemkonfigurationen erfolgt eine dynamische Analyse der Exergieflüsse von kommunalen Versorgungsystemen unter Berücksichtigung möglicher Wechselwirkungen der Gebäude in einem kommunalen System untereinander.

Zur Umsetzung sollen die folgenden wissenschaftlichen Methoden herangezogen werden:
Durch eine Analyse von Messdaten aus anderen, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Entwicklungsvorhaben von Komponenten oder von Neubau- bzw. Sanierungsvorhaben, ist es möglich die Ansätze der Methode zu validieren.

Erwartetes Ergebnis

Kurzer Lebenslauf

Zeitraum
Tätigkeit
Seit 10.2012Wissenschaftliche Mitarbeiterin und Promovendin im Rahmen des FHG-Doktorandinnen-Programms
11.2011 - 05.2012Diplomarbeit II bei der Siemens AG zum Thema „Modellierung der Verdunstungskühlung im Ansaughaus stationärer Gasturbinen“  
10.2010 - 05.2012Studium Maschinenbau 2, Vertiefungsbereich „Thermische Energietechnik“
04.2010 - 10.2010Diplomarbeit I am Fraunhofer-Institut für Bauphysik zum Thema „Sommerlicher Wärmeschutz: Vergleichende Analyse der Methoden zur Bewertung des sommerlichen Wärmeschutzes von Gebäuden“
08.2007 - 11.2011Wissenschaftliche Hilfskraft am Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Standort Kassel, Abteilung Energiesysteme
08.2007 - 02.2008Berufspraktische Studien: Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Standort Kassel, Abteilung Energiesysteme
02.2007 - 09.2007Hilfskraft im Ingenieurbüro ABS Guss GmbH, Kassel
10.2006 - 10.2010Studentische Hilfskraft Universität Kassel: Diverse Tutorentätigkeiten
10.2004 - 09.2010Studium Maschinenbau 1, Ausrichtung: Thermodynamische Prozessoptimierung (LifeCycle Engineering)
           

Forschungs- und Interessensschwerpunkte



Veröffentlichung

Keine Angaben