{"id":70875,"date":"2021-05-04T15:47:17","date_gmt":"2021-05-04T13:47:17","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=70875"},"modified":"2021-05-04T15:47:17","modified_gmt":"2021-05-04T13:47:17","slug":"elektrotechnische-loesungen-fuer-die-energiewende","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/elektrotechnische-loesungen-fuer-die-energiewende\/","title":{"rendered":"Elektrotechnische L\u00f6sungen f\u00fcr die Energiewende"},"content":{"rendered":"\n

Energiesysteme der Zukunft:\u00a0Paderborner Wissenschaftler\u00a0erforschen moderne und nachhaltige Konzepte der Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung.<\/p>\n\n\n\n

Infektionskrankheiten und Versagen im Kampf gegen den Klimawandel sind laut Weltrisikobericht 2021 des Weltwirtschaftsforums<\/a> die folgenreichsten Gefahren f\u00fcr unsere Erde. Die Corona-Pandemie und aktuelle Umweltbelastungen h\u00e4ngen mitunter eng zusammen.<\/p>\n\n\n\n

Zwar hat Deutschland im vergangenen Jahr fast alle Klimaziele erreicht \u2013 ohne die Lockdowns h\u00e4tte die Bundesrepublik diese jedoch verfehlt, warnte das Umweltbundesamt. Um den globalen Herausforderungen Klimawandel und Energiewende begegnen zu k\u00f6nnen, forschen Wissenschaftler am Institut f\u00fcr Elektrotechnik und Informationstechnik der Universit\u00e4t Paderborn <\/a>an innovativen L\u00f6sungen. Wie eng die Energiewende und die Elektrotechnik verzahnt sind, verdeutlicht ihre Arbeit an zukunftsf\u00e4higen Konzepten der Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung.<\/p>\n\n\n\n

Zukunftsorientierte L\u00f6sungen: regional und regenerativ<\/h5>\n\n\n\n

\u201eNachhaltige Energiekonzepte m\u00fcssen weltweit umgesetzt werden, da Menschen weltweit Energie verbrauchen. Nichtsdestotrotz findet die Energiewende vor allem regional statt\u201c, sagt Prof. Henning Meschede, Leiter des Fachgebiets Energiesystemtechnik (EST) laut der Internetseite der Uni Paderborn<\/a>. Man denke nur an den Gebrauch von E-Autos oder den W\u00e4rmebedarf. Auch die Nutzung Erneuerbarer Energien sei regional unterschiedlich ausgepr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDie l\u00e4nder\u00fcbergreifende Vernetzung wird ein wesentlicher Bestandteil von zuk\u00fcnftigen nachhaltigen Energiekonzepten sein, dennoch darf der Blick auf die einzelnen Regionen nicht fehlen\u201c, so Meschede, der an der Universit\u00e4t Paderborn untersucht, wie regenerative Energien m\u00f6glichst effizient eingesetzt werden k\u00f6nnen. \u201eRegionale erneuerbare Energiesysteme sind besonders dann von Bedeutung, wenn es um den Ausbau von Erzeugungskapazit\u00e4ten, Energieverteilungssystemen und die Umsetzung von Sektorenkopplungskonzepten geht. Beispielsweise wenn regenerativ erzeugter Strom aus der Region f\u00fcr die regionale W\u00e4rmeversorgung genutzt wird\u201c, erkl\u00e4rt der Wissenschaftler. \u201eUm die direkten und indirekten Folgen des Klimawandels wie D\u00fcrre, \u00dcberflutung oder Klimamigration zu begrenzen, muss unsere Energienutzung schnellstm\u00f6glich vollst\u00e4ndig auf erneuerbare Energien wie Wind- oder Solarenergie umgestellt werden \u2013 neben Strom auch die W\u00e4rmeversorgung und der Verkehr\u201c, betont Meschede.<\/p>\n\n\n\n

Leistungselektronik f\u00fcr die Energiewende<\/h5>\n\n\n\n

F\u00fcr moderne Konzepte der Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung ist die Leistungselektronik eine Schl\u00fcsseltechnologie, ohne die die Integration erneuerbarer Energien kaum gelingen kann, erkl\u00e4rt Prof. Dr.-Ing. Joachim B\u00f6cker, Leiter des Fachgebiets Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA). \u201eEs gibt nicht nur eine Form von elektrischer Energie, sondern jeder Verbraucher ben\u00f6tigt eine passende elektrische Versorgung\u201c, schildert er. \u201eDas betrifft sowohl die H\u00f6he der Spannung als auch die Frage nach Gleich- oder Wechselspannung. Auch die Energieerzeuger generieren elektrische Energie ganz unterschiedlicher Art: Photovoltaik-Anlagen liefern Gleichspannung, Windkraftanlagen zwar Wechselspannung, aber leider nicht die zum Wechselspannungs-Stromnetz passende Frequenz. F\u00fcr Energie\u00fcbertragung und -verteilung wiederum sind 50Hz-Hochspannungssnetze vorherrschend. Hinzu kommen immer mehr Hochspannungs-Gleichstrom\u00fcbertragungen, z. B. zur Anbindung der Offshore-Windkraftanlagen oder zur Kopplung der deutschen und norwegischen Stromnetze \u00fcber Seekabel\u201c, erl\u00e4utert B\u00f6cker.<\/p>\n\n\n\n

All diese Umformungen der elektrischen Energiearten \u2013 ob f\u00fcr LEDs oder den Motor eines E-Autos \u2013 erm\u00f6glicht heute die Leistungselektronik. Die fr\u00fcher praktizierte Umformung mittels gro\u00dfer und teurer rotierender Maschinens\u00e4tze ist damit \u00fcberholt. \u201eDie Leistungselektronik bew\u00e4ltigt diese Aufgaben nicht nur mit fr\u00fcher unvorstellbar hohen Wirkungsgraden, oft im Bereich von 96 bis 99 Prozent, sondern bietet dar\u00fcber hinaus die M\u00f6glichkeit, den Energiefluss gezielt zu steuern, und schafft dadurch die Voraussetzung f\u00fcr intelligente Energiesysteme\u201c, so B\u00f6cker weiter.<\/p>\n\n\n\n

Smarte Schnittstellen<\/h5>\n\n\n\n

Doch die Anforderungen steigen: Um regenerative Energien so effizient wie m\u00f6glich zu nutzen, sind intelligente Energiesysteme gefragt. Durch sie sollen Informationen \u00fcber Erzeugungsleistungen, Energienachfrage, Anlagen- und Netzzust\u00e4nde transparent und kontinuierlich erfasst werden, um das System optimiert betreiben zu k\u00f6nnen. Kernelement ist hierbei der Ausbau von Messtechnik. \u201eUm erneuerbare Energien \u00f6konomisch und \u00f6kologisch vorteilhaft zu nutzen, ist es wichtig, dass ein intelligentes Energiesystem alle Bereiche von der Erzeugung \u00fcber die Verteilung bis zur Nutzung abdeckt. Dazu z\u00e4hlen also auch die Bereiche W\u00e4rme und Mobilit\u00e4t\u201c, so Meschede. Sektorenkopplungskonzepte, also die Verzahnung dieser einzelnen Bereiche, seien daher ein essentieller Bestandteil eines intelligenten Energiesystems.<\/p>\n\n\n\n

Erheblicher Handlungsbedarf<\/h5>\n\n\n\n

Die beiden Wissenschaftler sind sich einig: Beim Thema erneuerbare Energien liege der Fokus bisher zu stark auf dem Stromsektor. Hier k\u00f6nnten regenerative Energien vergleichsweise leicht genutzt werden. Sie vermuten, dass Strom im Zuge der Energiewende, etwa durch E-Mobilit\u00e4t, eine noch st\u00e4rkere Rolle einnehmen werde. Mit Blick auf die weiteren Sektoren bestehe aber noch deutlicher Handlungsbedarf: \u201eMehr als ein F\u00fcnftel der in Deutschland nachgefragten Endenergie wird f\u00fcr die Bereitstellung von Prozessw\u00e4rme in Industrie und Gewerbe genutzt \u2013 h\u00e4ufig bereitgestellt durch fossile Energietr\u00e4ger. Auch die Versorgung mit Raumw\u00e4rme und der Verkehrssektor haben hohe Anteile. Zus\u00e4tzlich zur Stromwende geh\u00f6ren also zwingend auch die W\u00e4rme- und Verkehrswende zu nachhaltigen Energiekonzepten\u201c, sagt Meschede. In Zeiten der Corona-Pandemie st\u00fcnden zwar viele andere Probleme im Mittelpunkt, doch der Wissenschaftler betont: \u201eDie Herausforderung Klimawandel bleibt und duldet keinen Aufschub.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Die Begrenzung der Erderw\u00e4rmung sei ein gesamtgesellschaftliches Vorhaben, bekr\u00e4ftigt Meschede, das \u00fcber die technischen Dimensionen hinausgehe: F\u00fcr gesellschaftliche Analysen, \u00f6kologische Folgenabsch\u00e4tzungen oder die Erforschung neuer Materialien m\u00fcsse ebenso Expertise aus dem Maschinenbau, der Informatik und den Natur-, Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften einbezogen werden. \u201eOhne interdisziplin\u00e4re Vernetzungen und Kooperationen wird weder die Aufgabe Energiewende noch die Begrenzung der Erderw\u00e4rmung gelingen\u201c, schlussfolgert der Paderborner Wissenschaftler.<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Institut f\u00fcr Elektrotechnik und Informationstechnik der Universit\u00e4t Paderborn 2021<\/a><\/p>\n

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