Nachwuchsforschungsgruppen
Wenn Kernenergie ab dem Jahr 2022 nicht mehr zur Verfügung steht und Deutschland bis spätestens 2038 aus der energetischen Nutzung von Kohle aussteigt, wird die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen unumgänglich. Der schnelle Ausstieg aus der Kern- und Kohleenergie zur Reduktion der Treibhausgasemissionen steht im Wettkampf mit wirtschaftlich vertretbaren Stromkosten. Daher befassten sich drei Nachwuchsforschungsgruppen als Teil des Energy Valley Bavaria mit den Themengebieten:
- Organische Photovoltaik mit den Besonderheiten der Stromerzeugung aus Sonnenenergie,
- Regelung, Zustandsüberwachung und Kontrolle Regenerativer Energiesysteme, sowie
- Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz von intelligenten Städten, die einen wesentlichen Teil am Gesamtenergieverbrauch ausmachen.
Organische Photovoltaik
Die Nachwuchsforschungsgruppe Organische Photovoltaik (OPV) unter Leitung von Dr. Eva Herzig befasste sich mit den Besonderheiten der Stromerzeugung aus Sonnenenergie.
Organische Solarzellen bestehen aus dünnen Kunststofffilmen und wandeln wie herkömmliche Solarzellen Sonnenlicht in Strom um. Allerdings sind diese neuen Solarzellen deutlich dünner, flexibler und sowohl vom Energieaufwand in der Herstellung als auch preislich potentiell deutlich günstiger.
Deshalb wird intensiv an der Effizienz, Lebensdauer und Herstellung dieser Solarzellen geforscht. In der Forschung im Rahmen des Energy Valley Bavarias wurde ein besonderer Schwerpunkt auf den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion gelegt, da die Effizienz der Umwandlung von Licht in Strom stark von der molekularen Anordnung der Kunststoffmoleküle im Inneren der Filme abhängt.
In Kollaboration mit dem Lehrstuhl für Funktionelle Materialien an der TUM und an Großforschungseinrichtungen wurden nicht nur die Oberflächen, sondern auch das Innere der Kunststofffilme auf der Nanoskala charakterisiert um Struktur-Funktionszusammenhänge systematisch zu untersuchen. Ziel der Forschung war es die Verknüpfung von Funktion und Eigenschaften organischer Solarzellen zu verstehen und für Herstellungsprozesse zu verwenden.
Kontrolle Regenerativer Energiesysteme
Die Nachwuchsforschungsgruppe Regelung Regenerativer Energiesysteme (CRES) unter Leitung von Dr. Christoph Hackl befasste sich mit der Zustandsüberwachung und Regelung, zunächst mit besonderem Fokus auf Windenergie.
Forschungsschwerpunkte:
- holistische Modellbildung von Windkraftanlagen unter Berücksichtigung von Aerodynamik (in Zusammenarbeit mit Prof. Bottasso, Lehrstuhl für Windenergie), Mechanik und elektrischen Komponenten
- holistischer Reglerentwurf in Kombination mit Stabilitäts-/Robustheitsanalysen
- Fehlererkennung und Zustandsüberwachung
Energieeffiziente und Intelligente Städte
Die Nachwuchsforschungsgruppe Energieeffiziente und Intelligente Städte (EESC) unter Leitung von Dr. Vicky Cheng erforschte Möglichkeiten zur energieeffizienten und klimaneutralen Gestaltung unserer Städte.
Vor dem Hintergrund des Klimawandels und dem Ausbau erneuerbarer Energien ist die nachhaltige Entwicklung von Städten eine hochaktuelle Herausforderung. Zielsetzung war die Entwicklung einer modellbasierten Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen, die zu einer nachhaltigen und klimaneutralen Energiezukunft beitragen:
- Identifikation von Häusergruppen mit hohem Potential für energieeffiziente Sanierungen und Einbindung in das Smart Grid
- Entwicklung eines Simulationstools zur Nachbildung von Lastzuständen und Demand Response Anwendungen im Smart Grid
- Untersuchung von Kosten und Nutzen unterschiedlicher Sanierungsstrategien
- Beratung und Anleitung zur koordinierten Umsetzung von Sanierungsmaßnahmen und der Integration von Smart Grids
