Abschlussarbeiten

Forschungsgruppe Energiespeicher

Ökologische Untersuchungen - Industrieprozesse

Ökologische Untersuchungen von bedeutenden Prozessen energieintensiver Industriebranchen

Fragestellung:

Welche Umweltauswirkungen resultieren aus dem Einsatz der konventionellen Industrieprozesse?
Welche Umweltauswirkungen resultieren aus nachhaltig betriebenen Prozessen mit identischer funktioneller Einheit wie die konventionellen Industrieprozesse?
Wie gestaltet sich die Treibhausgasbilanz dieser Verfahren?
Welche Auswirkungen hat der Einsatz dieser Verfahren?

Methodik und Vorgehensweise:

Erstellung einer Übersicht bzw. Auswertung der eingesetzten Prozessmodule in dem definierten Industrieverfahren
Identifizierung von Maßnahmen oder alternativen Prozessen zur Substitution fossiler Energieträger in den Prozessmodulen
Ökologische Bewertung nach VDI 4800 Blatt 1 und Blatt 2 sowie VDI 4600. Es werden Systemgrenzen (Cradle-to-Gate) definiert, innerhalb derer die Umweltauswirkungen vergleichend bewertet werden
Als Indikatoren für die ökologische Bewertung werden der kumulierte Energieaufwand, der kumulierte Rohstoffaufwand, die Versorgungskritikalität sowie ausgesuchte Wirkungskategorien herangezogen
Die Treibhausgasbilanzierung erfolgt mittels CO2-Äquivalenten, die über die Ökobilanzierungs-Software „Umberto“ mit „ecoinvent 3.0“ als Datenbasis berechnet werden. Damit wird dieselbe Datenbasis verwendet wie im P2X Konsortium.

Mögliche Industrieprozesse:

Kupferherstellung
Kalk- und Gipsproduktion
Ernährung und Tabak

Ansprechpartner:

Ökonomische Untersuchungen - Industrieprozesse

Ökonomische Untersuchungen von bedeutenden Prozessen energieintensiver Industriebranchen

Fragestellung:

Welche spezifischen Investitions- und Betriebskosten haben konventionellen Industrieprozesse unter Berücksichtigung verschiedener Kostenentwicklungen der Energieträger?
Welche spezifischen Investitions- und Betriebskosten haben nachhaltig betriebenen Prozesse mit identischer funktioneller Einheit wie die konventionellen Industrieprozesse?
Welche Amortisationszeit weisen die konventionellen und nachhaltigen Industrieprozesse auf?
Welche CO2-Vermeidungskosten ergeben sich für konventionelle und nachhaltige Industrieprozesse?

Methodik und Vorgehensweise

Entwicklung von Kostenpfaden für relevante Energieträger über Fortschreibung vorhandener Trends
Anwendung standardisierter Berechnungsverfahren zur Erfassung und Bewertung von Investitions- und Betriebskosten konventioneller Industrieprozesse
Anwendung standardisierter Berechnungsverfahren zur Erfassung und Bewertung von Investitions- und Betriebskosten nachhaltiger Industrieprozesse
Bestimmung der Rendite und Amortisationszeit mit Hilfe von dynamischen Amortisationsrechnungen unter Berücksichtigung der Lebensdauer der Komponenten sowie gängiger Vorschriften und Normen, wie etwa VDI 2067 und VDI 6025
Bestimmung der CO2-Vermeidungskosten anhand standardisierter Berechnungsverfahren

Mögliche Industrieprozesse:

Kupferherstellung
Papierproduktion
Altpapieraufbereitung
Hohlglasherstellung
Flachglasherstellung
Kalk- und Gipsproduktion
Propen und Ethen
Ernährung und Tabak

Ansprechpartner:

Hometrainer

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll ein Fahrrad-Hometrainer zu einem Energie- und Leistungs-Demonstrator umgebaut werden. Ziel soll es sein, Laien näherzubringen, was es bedeutet, 1 kWh Strom zu erzeugen oder wieviel Energie verschiedene Verbraucher benötigen.

Aufgabenstellung:

Erstellen eines Konzeptes zum Aufbau des Demonstrators
Auslegung, Konstruktion, Beschaffung und Aufbau eines passenden Generators mit An-triebsstrang (Kette, ggf. mit Getriebe)
Konzeptionierung, Aufbau und Programmierung von Mikrokomputer und Leistungs-elektronik/regelbarer Last inkl. Leistungsmessung und Visualisierung der erzeugten Leistung.

Raspberry Pi (?)
(Touch-) Display zur Visualisierung und Steuerung
Anzeige von z.B.: Kalorienverbrauch (wieviel Pizza/Schokolade/Brot muss ich essen/habe ich verbraten?), Leistungsvergleich Glühbirne/LED-Leuchtmittel/Jan Ulrich/etc., Leistungszähler
Ggf. Schnittstelle, um Akku/Handy zu laden

Ausschreibung Abschlussarbeit - Hometrainer

Schaltungstechnik Gassensor

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten Forschungsprojektes „Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen“ (ORBIT) suchen wir eine/n engagierte/n Studierende/n, die/der in ihrer/seiner Masterarbeit an der OTH Regensburg eine Auswerteelektronik für einen innovativen Gas-Sensor, basierend auf dem Prinzip eines Pirani-Sensors, weiterentwickelt. Anwendungsziel der Arbeit ist es, durch die Messung von Gaszusammensetzung, Druck und Temperatur an mehreren Stellen in einem Bioreaktor Optimierungspotenziale aus-schöpfen zu können.

Ausschreibung Masterarbeit Schaltungstechnik Gassensor

Integration von PtG-Methan in ein Allam-Cycle-Gaskraftwerk

Techno-ökonomische Analyse von einem Allam Cycle Gaskraftwerk mit integrierter PtG-Methan Anlage

Aufgabenstellung:

Entwicklung eines Verfahrenskonzeptes für ein Allem-Cycle-Gaskraftwerk mit integrierter PtG-Methan Anlage
Erstellung von Energie- und Stoffbilanzen zu dem Verfahrenskonzept unter Berücksichtigung gänger Vorschriften und Normen, wie bspw. VDI 3986 sowie VDI 4661
Bestimung der Rendite und Amortisationszeit mit Hilfe von dynamischen Amortisationsrechnungen unter Berücksichtigung der Lebensdauber von Komponenten sowie gängiger Vorschriften und Normen, wie etwa VDI 2067 und VDI 6025

Ansprechpartner:

Forschungsgruppe Energienetze

Entwicklung eines Modells zur Nachbildung von Biogasanlagen

Im Rahmen des Projekts OPTIBIOSY soll ein Modell zur Nachbildung der Fahrweise (Wirk- und Blindleistung) von Biogasnlagen entwickelt werden.

Aufgabenstellung:

Identifikation der relevanten Einflussparamter auf die Fahrweise der Biogasanlage (z.B.: gekoppelte Wärmeabnahme/Wärmenetz, Wärmespeicher, Gasspeicher, etc.)
Entwicklung des Konzepts
Umsetzung in Python und Kopplung mit dem Netzberechnungsprogramm PSS SINCAL
Validierung des Modells: Nachbildung der Betriebsweise von ausgewählten realen Biogasanlagen und Berechnung von verschiedenen Szenarien

Ansprechpartner:

Analyse der monetären Werte und Rahmenbedingungen für die Systemdienstleistung Netzwiederaufbau

Im Rahmen des Projekts OPTIBIOSY soll der monetäre Wert für die Erbringung der Systemdienstleistung Netzwiederaufbau aus verschiedenen Technologien untersucht werden.

Aufgabenstellung:

Zuordnung der verschiedenen Kosten für Speicher und Kraftwerke bei einer Multi-Business-Case-Vermarktung (z.B. in Kombination mit Regelleistungsvermarktung oder Blindleistungsbereitstellung)
Untersuchung der Einschränkung bei der Vermarktung von Regelleistung durch die Vorhaltung von Leistung für den Netzwiederaufbau hinsichtlich des Speicherfüllstands

Ansprechpartner:

Entwicklung eines Algorithmus für den automatisierten Einsatz der Trennstellenverlagerung als Netzausbau- und Netzoptimierungsoption

Im Rahmen des Projekts CrossEnergy soll ein Algorithmus für die Verlagerung von Trennstellen zur Netzentlastung bzw. zur Standortoptimierung nach Netztopolgieveränderungen im Zuge einer automatisierten Netzplanung entwickelt werden.

Aufgabenstellung:

Konzipierung eines automatisierten Einsatzes der Trennstellenverlagerung zur Netzentlastung im Falle von Auslastungs- und Spannungsbandverletzungen sowie zur Standortoptimierung nach veränderter Netztopologie
Implementierung im Netzberechnungsprogramm PowerFactory und der Programmiersprache dpl (C/C++-ähnlich)
Validierung des Algorithmus anhand von Beispielnetzen

Ansprechpartner:

Entwicklung eines Algorithmus für den automatisierten Einsatz der Netzaufteilung/Zusatzstation als Netzausbauoption

Im Rahmen des Projekts CrossEnergy soll ein Algorithmus für den Einsatz der Netzaufteilung bzw. die Platzierung einer zusätzlichen Station als Netzausbauoption im Zuge einer automatisierten Netzplanung entwickelt werden.

Aufgabenstellung:

Konzipierung eines automatisierten Einsatzes der Netzaufteilung/Zusatzstation als Netzausbaumaßnahme im Falle von Auslastungs- und Spannungsbandverletzungen
Implementierung im Netzberechnungsprogramm PowerFactory und der Programmiersprache dpl (C/C++-ähnlich)
Validierung des Algorithmus anhand von Beispielnetzen

Ansprechpartner:

Entwicklung eines Algorithmus für eine automatisierte Wirtschaftlichkeitsbewertung von Netzausbauoptionen

Im Rahmen des Projekts CrossEnergy soll ein Algorithmus für die wirtschaftliche Bewertung möglicher Netzausbauoptionen entlang eines Last- und Erzeugerszenarios im Zuge einer automatisierten Netzplanung entwickelt werden.

Aufgabenstellung:

Identifikation relevanter Kennzahlen und Berechnungsmethoden in der Ökonomie
Konzipierung einer automatisierten Wirtschaftlichkeitsbewertung mittels beispielhaften Kostenfaktoren
Implementierung in einer geeigneten Programmiersprache (z.B. Python)
Validierung des Algorithmus anhand von beispielhaften Netzen und Szenarien

Ansprechpartner:

Untersuchung über die Wirkung und Wirtschaftlichkeit der Länge und des Querschnitts beim Kabeltausch

Im Rahmen des Projekts CrossEnergy soll der Einfluss der Länge und des Querschnitts beim Kabeltausch in Hinblick auf die Strom- und Spannungsverhältnisse sowie den resultierenden Kosten untersucht werden.

Aufgabenstellung:

Untersuchung und Gegenüberstellung des Einflusses von Länge und Querschnitt auf die Netzverhältnisse und die Wirtschaftlichkeit beim Kabeltausch
Verwendung des Netzberechnungsprogramm PowerFactory für simulative Berechnungen zur Validierung der theoretischen Untersuchungen
Erweiterung eines bestehenden Algortihmus für den automatisierten Kabeltausch

Ansprechpartner:

Weitere Themen im Bereich Energienetze

Weitere Bachelor-/Master- und Projektarbeiten aus den Bereichen Netztechnik, Systemstabilität, Transformatorentechnik, Versorgungszuverlässigkeit oder Spannungsqualität können nach Vereinbarung gerne betreut werden.

Bitte bei Prof. Brückl oder im Büro S021b anfragen!