«Spitzenleistungen von jungen Wissenschaftlern, Querdenkern und Visionären» würden von der Zuger Stiftung für Wirtschaft und Wissenschaft ausgezeichnet, hiess es an der Verleihung des Zuger Wissenschaftspreises 2015. Eine dieser Spitzenleistungen erbrachte Andreas Ammann (Bild) von der Hochschule Luzern. Mit seiner Bachelor-Arbeit «Dualer Energiespeicher» für das Maschinentechnik-Studium erreichte er den dritten Rang bei der diesjährigen Preisverleihung in Zug. Die Arbeit verfasste er im Rahmen eines SCCER-Projekts im Kompetenzzentrum Thermische Energiesysteme & Verfahrenstechnik (CC TEVT).
Neue Möglichkeiten zur Energiespeicherung
Aufgrund des schwankenden Angebots der elektrischen Leistung aus regenerativen Energiesystemen braucht es vermehrt Überlegungen zur Energiespeicherung. Das Konzept DESC (Dual Energy Storage and Converter) zeigt eine alternative Möglichkeit, grosse Energiemengen kostengünstig zu speichern und gibt zudem die Möglichkeit, diese Energie zwischen verschiedenen Formen (Elektrizität, Wärme und Kälte) umzuwandeln.
Das Konzept beruht auf der Kombination eines Wärmepumpensystems mit thermischen Zwischenspeichern und einem nachgeschalteten Organic Rankine Cycle (ähnlich einem Dampfkraftprozess). Bei Überproduktion von Elektrizität, zum Beispiel aus schwankendem Solarstrom, kann diese als Wärme und gleichzeitig Kälte gespeichert werden. Diese kann direkt verwendet oder gespeichert und später wieder zu Strom zurück verwandelt werden.
Flexible Lösung gefunden
Die Aufgabe der Bachelor-Diplomarbeit war, ein solches Konzept auszuarbeiten. Darauf aufbauend war es notwendig, eine Auslegung für eine Labortestanlage durchzuführen. Dazu mussten auch konkrete Komponenten ausgewählt, Machbarkeiten untersucht und Anfragen bei möglichen Lieferanten durchgeführt werden. Zusätzlich musste ein konkretes Einsatzszenario für eine Pilotanlage betrachtet und der Effekt einer Einbindung einer solchen Anlage in einem Anwendungsfall untersucht werden.
Mit der Arbeit konnte eine flexible Lösung für einen Laboraufbau erarbeitet werden. Das Konzept DESC zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität aus. Das untersuchte Szenario zeigt auch deutlich, dass eine solche Flexibilität notwendig ist, um jahreszeitlichen Unterschieden gerecht zu werden. Die Arbeit liefert wichtige Grundlagen, um die Forschung und Umsetzung dieses Konzepts zu unterstützen.
