Grüner Wasserstoff: Markthochlauf - Dr. Dana Kirchem & Prof. Daniel Banuti vom 10. November 2024

Wie viel grünen Wasserstoff brauchen wir zukünftig in welchen Sektoren? Wie viel davon können wir selbst herstellen oder müssen wir importieren? Und warum geht der Markthochlauf so schleppend? Darüber reden Dr. Dana Kirchem vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und Prof. Daniel Banuti vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

KIT-RESIS

Erfolgreiche Präsentation auf der AI x IA Konferenz

Auf der diesjährigen Franco-German KI-Konferenz AI x IA (https://aixia.eu/), gesponsert durch das European Digital Innovation Hub for Cyber Security & Artificial Intelligence (https://digitalhub-ai.de/de/allgemein-2), an dem auch das ITES beteiligt ist, präsentierte die Abteilung RESIS im Rahmen eines Workshops einen innovativen Prototypen. Gezeigt wurde eine KI-basierte Software zur resilienten Integration von Energietechnologien.

Ein zentrales Take-Away für die Teilnehmenden: Bei komplexen Planungsprozessen kann Künstliche Intelligenz gezielt und effektiv unterstützen, um Herausforderungen zu meistern und bessere Ergebnisse zu erzielen.

Tolle Nachricht des ITES: unsere DHBW-Studentin Carolina Paul hat den 2. Platz bei der Deutschen Meisterschaft der Produktdesigner errungen. Wir hatten sie dabei unterstützt indem wir sie für das Training freigestellt haben.
Link zum entsprechenden Bericht des WDR-Lokalzeit finden Sie anbei (der Bericht startet bei Punkt 5).

Herzliche Glückwünsche an Frau Paul und ihre Betreuer der Abteilung MPS

MHD

In der Zeitschrift Journal of Fluid Mechanics wurde der Artikel "Experimental investigation of magneto-convective flows around two differentially heated cylinders" veröffentlicht. 
Details: Für Anwendungen in zukünftigen Fusionskraftwerken spielen flüssige Metalle als Brutmaterial und Kühlmittel eine wichtige Rolle. In der Arbeit wird der Flüssigmetall-Wärmeübergang an Kühlrohren unter dem Einfluss von Auftriebskräften und elektromagnetischen Kräften untersucht. Experimentelle Daten zeigen, dass der Wärmestrom, definiert durch die Nusselt-Zahl Nu, von einer Parameterkombination Gr/Ha2 abhängt, wobei die Grashof-Zahl Gr die Stärke der Auftriebskräfte beschreibt und das Quadrat der Hartmann-Zahl Ha die elektromagnetische Dämpfung. 

H2

KIT Scientific Publishing gratuliert Professor Thomas Jordan und Dr. Alexei Kotchourko zur ersten Ausgabe des Diamond Open Access Journals Hydrogen Safety!

Hydrogen Safety ist eine internationale, qualitätsgeprüfte, englischsprachige Zeitschrift, die Forschungsergebnisse zum Thema Sicherheit von Wasserstoff veröffentlicht. Damit schließt sie eine Lücke in der Publikation von Fachartikeln zur Wasserstoffsicherheit. Die Fachzeitschrift wird von der „International Association for Hydrogen Safety (HySafe)“ gefördert.

KIT/Fellmoser

In Zusammenarbeit mit TEC wurde am KALLA ein 100 kWh Wärmespeicher mit mehr als 170 Thermoelementen ausgelegt und aufgebaut. Der Wärmespeicher DUOLIM wird nun am KALLA mit keramischem Speichermaterial befüllt und in den THEADES Flüssigmetall-Kreislauf integriert.

EVT-ITBA

Im Rahmen der KIT–ITBA Double Degree Master Studiums wurde ein gemeinsamer Lecture Course zur Geothermischen Energie in Buenos Aires durchgeführt. Bei dem vom DAAD finanzierten Projekt können studierende des KIT im Bereich Maschinenbau für ein Semester nach Buenos Aires an das Instituto Tecnologico de Buenos Aires (ITBA) im Rahmen eines Stipendiums entsandt werden. Die anschließende Masterarbeit kann in Argentinien oder Deutschland erfolgen und die Studenten erhalten zum Abschluss neben dem deutschen Master auch den entsprechenden Abschluss in Argentinien.

KIT

Im Kontext von Energiesystemen, Stadt und Klimawandel ist aus einer internationalen und interdisziplinären Zusammenarbeit das Nature Sustainability Paper mit dem Titel 'Sustainable urban transformations based on integrated microgrid designs' gemeinsam mit Kollegen von der Universität von North Carolina at Charlotte (UNCC) und dem National Renewable Energy Lab (NREL) entstanden, das ab dem 16.7. unter https://www.nature.com/articles/s41893-024-01395-7 erhältlich ist.

Zweidimensionale Modellierung eines Festbettwärmespeichers mit Flüssigmetallen

Konkret sollen in dieser Arbeit folgende Aufgaben bearbeitet werden:

- Literaturrechereche zur zweidimensionalen Modellierung von Festbettwärmespeichern und Einarbeitung in das vorhandene 1D-Modell
- Erweiterung des 1D-Modells, sodass eine zweidimensionale Simulation möglich ist
- Validierung des 2D-Modells mit vorhandenen experimentellen Daten und Durchführung einer Sensitivitätsanalyse
- Vergleich der Rechenzeit und Genauigkeit des 2D-Modells mit dem 1D-Modell

Theoretische Studie zur Mikroverkapselung von AlSi für Anwendungen in Flüssigmetall-basierten Festbett-Speichern

In der ausgeschriebenen Masterarbeit sollen folgenden Aufgaben bearbeitet werden:

- Literaturrecherche zum aktuellen Stand der Technik in Bezug auf Mikro- und Makroverkapselungsmethoden
- Recherche und Auswahl geeigneter Verkapselungsmaterialien, die mit dem ausgewählten PCM und Flüssigmetallen kompatibel sind
- Präsentation und Diskussion der vorläufigen Ergebnisse beim DLR
- Numerische Studie mit einem bestehenden MATLAB-Tool in Betrachtung der ausgewählten Materialien
- Theoretische Evaluation verschiedener Kapselformen, u.a. Vergleich Zylinder- und Kugelverkapselung, und deren Einfluss auf die Speicherkapazität und -effizienz
- Zusammenfassen der Ergebnisse in einer schriftlichen Ausarbeitung und einer Präsentation

Dynamisches Schalten einer Last zwischen getrennten Stromversorgungen

Die Diplomarbeit wird folgende Themen behandeln:

- Regelungsstrategie zur Aufrechterhaltung des Mikronetzes im Inselbetrieb (ohne Last)
- Untersuchung der Dynamik (Reaktionszeiten), wenn die Last auf das Mikronetz umschaltet
- Regelungsstrategie zur Abschwächung starker Spannungseinbrüche, wenn die Last an das Mikronetz angeschlossen ist
- Regelungsstrategien, um das Mikronetz in Zeiten niedriger Spannung angeschlossen zu halten (Vermeidung von Abschaltungen, ähnlich den LVRT-Anforderungen für netzgekoppelte Anwendungen)
- Untersuchung von Strategien zur Steuerung der Lastnachfrage, um die Auswirkungen der elektrischen Instabilität zu verringern

Implementierung der Coolprop-Datenbank in GeSI und Vergleich der Simulationsergebnisse mit der Refprop-Datenbank und Messdaten

Die Arbeit umfasst im Einzelnen:

- Literaturstudie zu Matlab, ORC und GeSi.
- Weitere Implementierung der Coolprop-Datenbank in GeSi.
- Verifizierung der Ergebnisse.
- Vergleich mit experimentellen Daten.
- Dokumentation der Ergebnisse.

Numerische Simulation eines Wärmeübertragers aus additiven Herstellungsverfahren

Additive Fertigung („3D-Druck“) ermöglicht Wärmetauscher mit völlig neuartigen Bauformen und immensem Optimierungspotential.

Die Arbeit umfasst im Einzelnen:

- Literaturrecherche
- Einarbeitung in die CFD-Software STAR CCM
- Erstellung und Integration eines Wärmetauschermodells
- Durchführung von transienten oder stationären Rechnungen zu verschiedenen Betriebsfällen
- Zusammenfassung, Interpretation und Bewertung der Ergebnisse
- Dokumentation

Systemmodellierung und thermodynamische Regelung einer netzdienlichen Wärmepumpe

Die Wärmepumpe ist eine zentrale Säule der Energiewende und eröffnet die Erschließung von Niedertemperaturwärme.

Die Arbeit umfasst im Einzelnen:

- Literaturrecherche
- Einarbeitung in die Modellierungssoftware Ebsilon oder Dymola
- Erstellung eines Wärmepumpenmodells
- Durchführung von transienten oder stationären Rechnungen zu verschiedenen Betriebsfällen
- Zusammenfassung, Interpretation und Bewertung  der Ergebnisse
- Dokumentation

Vergleich zweier Modelle zur Berechnung geschlossener Verdunstungskühler

Aufgabe ist die Modelle in einer Software (Excel VBA, Matlab, …) abzubilden und durch quasistationäre Simulationsrechnungen die Grenzen des ersten Ansatzes zu ermitteln und zu diskutieren.

Die Ergebnisse sollen auch dazu dienen ein Experiment zu dimensionieren anhand dessen die Modelle in Folgearbeiten validiert werden können.

Technische Auslegung und Marktrecherche von Kompressor-Systemen und Wärmetauschern einer Wasserstoffbrennstoffzelle zur Erhöhung der Gesamteffizienz der Wasserstofferzeugungsanlage

Arbeitspakete:

- Vorrecherche
- Auslegung anhand drei verschiedener Dimensionierungsszenarien
- Marktanalyse bestehender Systeme
- Spezifikationen und Preise der Systeme ermitteln
- Wirtschaftlichkeitsrechnung

Was du mitbringen solltest:

- Technisches Verständnis
- Spaß an der Einarbeitung in neue Themen
- Zuverlässigkeit

Optimierung von kleinskaligen Wasserstoffanlagen: Modellierung und Simulation

Arbeitspakete:

- Einarbeitung in die Protonen-Austausch-Membran (PEM) Modellierung
- Modellbildung mit Einzelkomponenten
- Aufbau der Regelung
- Optimierung von Teilprozessen

Was du mitbringen solltest:

- IT-Affinität
- Spaß an der Einarbeitung in neue Themen
- Zuverlässigkeit

Thermisch-hydraulische Analyse einer Salzschmelze-Wärmetauscher-Konfiguration mit FLUENT-ANSYS

Aufgaben:

Entwicklung von Glatt- und Rippenrohrmodulen in FLUENT-ANSYS mit gegebenem Wärmeübertragungsmaterial und Geometrie

Berechnen der Strömungsgeschwindigkeits- und Temperaturfelder auf der Mantel- und Rohrseite des Wärmetauschers

Bereitstellung von Berechnungsergebnissen für verschiedene Geometrieoptionen

„Computational fluid dynamics mit OpenFOAM“

Das Format des Kurses ermöglicht eine sehr flexible Teilnahme!

Der Kurs besteht aus vier Teilen, die sich jeweils über zwei Tage erstrecken. Teilnehmer erhalten Videos der Vorlesungen und Folien und führen Übungen durch.
Lehrkräfte stehen für Einzelgespräche per Zoom-Meeting zur Verfügung, um Probleme mit den Übungen zu lösen und Fragen zu beantworten.
Der Kurs wird auf Englisch abgehalten.
Ziel: Ziel des Kurses ist der Erwerb der notwendigen Kenntnisse und praktischen Fähigkeiten zur Nutzung der Software OpenFOAM.

DEADLINE: 16. September 2024