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BayWISS-Kolleg Energie www.baywiss.de

Projekte im Verbundkolleg Energie

© Markus Spiske / unsplash.com

Entwicklung eines Nano-BHKWs unter Nutzung kaskadisch angeordneter thermoelektrischer Generatoren und Optimierung nach elektrischen Systemparametern

Ziel des durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes ist die Entwicklung eines Nano-Blockheizkraftwerkes (Nano-BHKW) zur effektiven Nutzung der im Heizbetrieb von Ein- und Mehrfamilienhäusern anfallenden Abwärme in elektrische Energie. Hierzu wird eine konventionelle Brennwerttherme mit thermoelektrischen Modulen (TEM) auf Basis neuartiger Skutterudit-Halbleitersysteme kombiniert. Die TEM nutzen die vorhandene Temperaturdifferenz zwischen Warm- und Kaltseite des Heizsystems um via Seebeck-Effekt eine Potentialdifferenz zu erzeugen. Im Gegensatz zu bisher verfügbaren Systemen auf Basis von Verbrennungsmotoren kann mittels der Thermoelektrik auch im thermischen Niedriglastbereich elektrische Energie bereitgestellt werden. Die Kombination der hohen Wirkungsgrade der Brennwerttechnik mit einer bedarfsgerechten elektrischen Energiebereitstellung soll ein hocheffizientes BHKW für Privathaushalte ermöglichen.

Im Rahmen des Projektes wird hierzu zunächst ein entsprechendes digitales Modell des Nano-BHKWs erstellt werden. Dies bildet den Wärmetransport vom Rauchgas bis zum Kühlwasser, wie auch die damit verbundenen Strömungsverhältnisse präzise ab. Das Modell wird in einem Versuchsstand, der ebenfalls während des Projektes aufgebaut wird, validiert und optimiert.

Die wissenschaftlichen Kernfragen des Projektes umfassen die Darstellung eines homogenen Temperaturfeldes in der Generatorwand, sowie die Optimierung des Nano-BHKWs nach relevanten Systemparametern, wie beispielsweise dem Druckverlust und dem damit korrelierenden elektrischen Eigenbedarf des Systems.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg:
Betreuer Technische Hochschule Nürnberg:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Metz

Forschungsschwerpunkte:

  • Kraft-Wärme-Kopplung im Kleinstmaßstab
  • Energetische Nutzung von Biomasse

Betreutes Projekt:
Entwicklung eines Nano-BHKWs unter Nutzung kaskadisch angeordneter thermoelektrischer Generatoren und Optimierung nach elektrischen Systemparametern

Projektpartner

Deutsches Luft- und Raumfahrt Zentrum, Köln

SitusTechnicals GmbH, Wuppertal

metz automotive GmbH, Amberg

Interdomo GmbH, Emsdetten

Förderung

Arne Stumpf

Arne Stumpf

Technische Hochschule Nürnberg

Ich habe mein Studium des „Chemical Engineering - Nachhaltige Technologieforschung“ an der FAU-Erlangen 2018 mit dem Master abgeschlossen und bin seitdem an der Technischen Hochschule Georg Simon Ohm als Mitarbeiter an der Fakultät Verfahrenstechnik tätig.

Koordination

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen zum Verbundkolleg Energie.

Dr. Astrid Schweizer

Dr. Astrid Schweizer

Koordinatorin BayWISS-Verbundkolleg Energie

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg

Bürozeiten: Mo – Mi 08.30 – 14.30 Uhr

Telefon: +49 911 568549230
energie.vk@baywiss.de