MA – Untersuchung von Technologien für eine CO2-neutrale Wärmeerzeugung

Klimaneutralität ist eine zentrale Herausforderung unserer Gesellschaft. Als führende Forschungsorganisation stellt sich auch die Fraunhofer-Gesellschaft der Aufgabe, mit innovativen Lösungen zur Bewältigung der anstehenden ökologischen und ökonomischen Herausforderungen beizutragen. Im Bereich der Energieforschung steht am IISB das Thema der intelligenten dezentralen Energiesysteme im Vordergrund. Teilbereiche sind die Simulation, Dimensionierung und Optimierung der Komponenten sowie des Gesamtsystems. Dabei werden alle relevanten Energieformen (Strom, Wärme, Kälte, Gase etc.) und verschiedenste energietechnische Anlagen (Erzeuger, Verbraucher und Energiespeicher) betrachtet.

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll eine detaillierte Untersuchung der Möglichkeiten einer CO₂-neutralen Wärme­versorgung eines Quartiers untersucht werden. Hierbei soll der Fokus auf die CO₂-neutrale Wärmegewinnung mit den Schwerpunkten Geothermie sowie Aquathermie gelegt werden. Um die passenden Temperaturniveaus zu erreichen, werden zusätzlich Wärmepumpen benötigt, welche durch einen Wärmespeicher ergänzt werden. Dieser flexibilisiert das System, indem Wärmeerzeugung und -verbrauch teilweise zeitlich entkoppelt werden. Als Basis für die Verbrauchsprofile, die ebenfalls im Rahmen der Arbeit entwickelt werden sollen, dienen Standardlastprofile den für Strom- und Wärmebedarf. Im Rahmen der Arbeit soll eine datenbasierte Modellierung der Komponenten und des Gesamtsystems erfolgen. Hierfür ist, vor allem für Geo- und Aquathermie, eine entsprechende Literaturrecherche nötig. Beispielhafte Betriebsszenarien sollen über eine Simulation aufgesetzt und untersucht werden. Innerhalb der Szenarien sollen verschiedene Kenngrößen, wie die CO₂-Bilanz, berechnet und bewertet werden.

Bearbeiter: Philipp Fleischmann

Betreuer: Dr. Christopher Lange , Dr. Richard Öchsner, Prof. Dr. Martin März

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März