Projekte

Optimierung eines Hackschnitzelheizwerks mit angebundenen Nahwärmenetz

Die bereits bestehende Anlage der Bioenergie Nordhalben eG besteht aus einem Heizhaus mit zwei Wärmeerzeugern und einem Nahwärmenetz mit 45 angeschlossenen Haushalten.

Die technische Betreuung zum Aufbau eines Energie- und Puffermanagements findet über die Projektpartner der Fa. HDG und der Fa. ENERPIPE statt. Die Hochschule Hof begleitet das Projekt wissenschaftlich.

Im Rahmen des Projektes soll die Mensch-Maschine-Interaktion in eine Monitoringsoftware verpackt und visualisiert werden. Dabei soll das intelligente Puffer- und Energiemanagement die bestehenden Verluste eindämmen und das Verhalten der Wärmeabnehmer intelligent mit implementieren.

Anfangs wurde eine technische Analyse sowie eine Bestandsaufnahme des Heizhauses und der Haustechnik der einzelnen Abnehmer durchgeführt. Desweiteren wurde das Netzverhalten analysiert und mögliche Einsparpotenziale ermittelt. Aus diesen Feldern wurden Optimierungsmöglichkeiten entwickelt, um den vorherrschenden Energieverlusten entgegenzuwirken und dabei das menschliche Verhalten mit einzubeziehen.

Zukünftig werden die erarbeiteten Verbesserungsoptionen auf die beste Umsetzungsmöglichkeit hin geprüft. Dabei soll bspw. das Netz dem Verhalten der Wärmeabnehmer angepasst werden, sodass nächtliche Abschaltungen denkbar wären.

Diese sollen durch eine Visualisierunssoftware mittels neuem, smarten Puffer- und Energiemanagement, die Bioenergie Nordhalben eG erfolgreich in deren regenerativen Wärmeerzeugung unterstützen. Das Projekt wird über das Jahr 2018 durchgeführt.

Zum Projektblatt

Grüne Energie aus Reststoffen

Aufgrund der zunehmenden Knappheit fossiler Brennstoffe ist der Ausbau der Versorgungsnetze aus erneuerbaren Energiequellen eine der wichtigsten Auf-gaben des 21. Jahrhunderts. Da Photovoltaik- und Windenergie einer stark schwankenden Verfügbarkeit unterliegen, muss die Versorgungssicherheit der Energienetze durch weitere Energie-quellen gewährleistet werden, zu denen auch die energetische Nutzung von Biomasse in Vergasungsprozessen zählt.

Während der pyrolytischen Zersetzung zwischen 200 und 400°C entstehen in solchen Prozessen sogenannte Teere, eine Mischung aus verschiedenen, teilweise aromatischen Kohlenwasserstoffen. Eine zu hohe Verunreinigung des Produktgases mit derartigen Stoffen verschmutzt und beschädigt nachfolgende Prozesskomponenten, weshalb eine aufwendige Gasreinigung unumgänglich ist und den Prozess unwirtschaftlich macht.

Eine neuartige Technologie, entwickelt vom Industriepartner WS Wärmeprozesstechnik GmbH, soll die Teerbelastung im Produktgas durch die Adsorption an prozessinternen Stoffen deutlich reduzieren. Für die Erforschung dieser Technologie wird am iwe eine Versuchsanlage aufgebaut und mit numerischen Modellen abgeglichen.

Zum Projektblatt

Energieautarke Gebäude

Im Rahmen der Energiewende stellt der Ausbau energieautarker Gebäude ein wichtiges Standbein in der Versorgung mit erneuerbaren Energien dar. Zur Sicherstellung der Wärmeversorgung im Winter werden Eisspeicher als zusätzliche Wärmequelle zu Absorbern in Wärmepumpensystemen genutzt. Durch die Optimierung des Vereisungsvorganges soll die Speicherausnutzung verbessert werden.

Mit Hilfe des CFD-Simulationsprogrammes ANSYS Fluent® wird ein 2D-Modell-Eisspeicher modelliert und mit unterschiedlichen Wärmeübertragergeometrien ausgestattet. Ausgangspunkt ist eine spiralförmige Wärmeübertragergeometrie, welche in ähnlicher Form in aktuellen Eisspeichersystemen Anwendung findet.

Im nächsten Schritt wird der spiralförmige Wärmeübertrager durch einen sternförmigen Aufbau ersetzt. Hierbei ist die Übertragerfläche geringer und es wird demnach mit einer größeren Leistung pro Quadratmeter Wärme entzogen.

Zur Validierung der Simulationsergebnisse wird ein Teststand aufgebaut, an welchem die unterschiedlichen Wärmeübertragergeometrien vermessen werden. Anhand der Ergebnisse von Simulation und Versuchen wird die optimierte Wärmeübertragergeometrie in kommerzielle Eisspeichersysteme übertragen.

Zum Projektblatt

Heiß aus Eis

Die Forschung an Systemen zur autarken Energieversorgung muss sich aufgrund immer besserer Dämmstandards in Zukunft nicht nur den Herausforderungen der Wärme- und Stromversorgung, sondern auch denen der Kälteversorgung von Gebäuden stellen.

Mit einem solaren Eisspeichersystem gekoppelte Wärmepumpen können neben der Heizlast im Winter auch die Kühllast im Sommer abdecken.

Die latente Wärme wird durch einen Eisspeicherbehälter bereitgestellt. Dieser wird mit Wasser gefüllt und der Wärme-pumpe als Primärquelle zur Verfügung gestellt.

Mittels einer Wärmepumpe wird dem Wasser der sensible Wärmeanteil bis zur Soliduslinie entzogen. Durch weitere Abkühlung gefriert das Wasser und der latente Wärmeanteil wird frei.

Der Wärmeentzug und der Wärmeeintrag kann bei aktuellen solaren Eisspeichersystemen durch verschiedene Arten von Wärmeübertragergeometrien durchgeführt werden.

Bei dem, durch die AiF geförderten, ZIM-Projekt (FKZ: ZF4084701ST5) werden handelsübliche solare Eisspeichersysteme untersucht und deren Leistungsfähigkeit abgeschätzt. Weiterhin werden zusammen mit den Industriepartnern neue Wärmeübertragergeometrien erforscht, um den Wärmeeintrag in einen Eisspeicher zu verbessern.

Zum Projektblatt

Green Hospital

Der Ersatzneubau des Helmut-G.-Walter Klinikums soll als Vorzeigeobjekt hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Nachhaltigkeit dienen. Das Gebäude wird nach den Richtlinien des DGNB zertifiziert.

Die wissenschaftliche Begleitung zum Aufbau eines Energie- und Anlagenmonitorings wird von den Hochschulen Hof und Coburg, sowie der Universität Bayreuth durchgeführt.

Im Rahmen des Projektes wird ein Energie-Monitoring-Konzept auf Gebäude- und Anlagenebene durchgeführt. Das Monitoring ist Bestandteil der Zertifizierung nach DGNB.

Mit Hilfe des Simulationstools MATLAB Simulink und der Toolbox Carnot werden die Wärme- bzw. Kälteerzeugung und -verteilung des Gebäudes simuliert. Anhand der Simulationen können Optimierungsmöglichkeiten der Anlagentechnik abgeleitet werden.

Denkbar sind Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich Brennstoffverbrauch,

CO2-Ausstoß oder auch nach den Betriebskosten.

Das vom Landkreis Lichtenfels beauftragte Projekt mit einer Laufzeit von 2015 bis 2020 soll dazu dienen, Erkenntnisse für den Bau bzw. die Sanierung weiterer Kliniken zu gewinnen, sowie Richtlinien zum Aufbau und der Durchführung eines Energiemonitorings im Krankenhaus zu entwickeln.

Zum Projektblatt

GTW Hof - Grüne Technologiewerkstatt Hof

Oberfranken hat europaweit eine der höchsten Dichten an industriellen Arbeitsplätzen in Europa, wobei die
Mehrheit der Arbeitnehmer in kleinen und mittleren Unternehmen tätig ist.

Wasser, Energie und Ressourcen spielen bei nahezu jedem Unternehmen eine Rolle – entweder bei den angebotenen Produkten und Dienstleitungen und / oder beim Betrieb des Unternehmens.

Teilprojekte werden mit kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) durchgeführt – bedarfsgerecht für das jeweilige Unternehmen und idealerweise mit Vernetzungen – sowohl fachlich – technologisch als auch unternehmerisch. Angestrebt wird vorrangig grüne Technologien zu entwickeln und zu transferieren.

Ziel ist, dass die Unternehmen mit dem erworbenen Wissen und Kompetenzen Ihre Marktposition stärken und ausbauen können.

Je nach Bereich ist es für die Unternehmen Herausforderung und Chance zugleich sich weiter Alleinstellungsmerkmale zu erarbeiten sowie die Effizienz und Flexibilität zu steigern, um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und zu erweitern.

Mit der Förderung des Technologietransfers zwischen Hochschulen und KMU sollen die anwendungsorientierte Umsetzung von Forschungsergebnissen sowie die bessere Vernetzung von Wissenschaft und Wirtschaft erreicht werden.

Die Förderung durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung konzentriert sich in Bayern auf bestimmte  Fördergebiete. Die in untenstehender Bayernkarte dunkelgrün dargestellten Landkreise stellen hierbei die Schwerpunktgebiete, in die 60 % der EFRE-Mittel fließen. Sämtliche bei der GTW Hof teilnehmenden Unternehmen kommen aus diesen Schwerpunktgebieten.

EFRE-Bayern gliedert sich in verschiedene Förderbereiche, wobei die GTW Hof mit „Forschung, Entwicklung, Innovation“ den Förderbereich 1 verfolgt. Der Technologietransfer zwischen Hochschule und KMU bildet hierbei eine der zwei Maßnahmengruppen.

Zum Projektblatt

Studie - Digitalisierung in der Wasserwirtschaft

Die Bedeutung der Digitalisierung nimmt für uns geschäftlich wie privat seit einiger Zeit immer mehr zu. Wir sind inmitten der 4. industriellen Revolution, die neben Industrie 4.0 auch Wasser 4.0 hervorbringt. Einer der Hauptbausteine ist hierbei die Digitalisierung.

Die Wasserwirtschaft ist hiervon genauso betroffen wie die Energiewirtschaft oder die Industrie, wenngleich die Charakteristika der Wasserwirtschaft anders sind.

Wo können aus Zahlen intelligente Werte werden? Wie können diese Werte Nutzen schaffen? Wo gibt es sinnhafte Synergien im Trink–, Regen– und Abwassermanagement? Wo sehen die Beteiligten Chancen und Risiken? Wie sehen neue Geschäftsmodelle aus?

In dieser Studie werden Fragen wie diese behandelt, der Ist-Zustand sowie die Treiber und Bremser der digitalen Transformation in der Wasserwirtschaft analysiert.

Dabei gilt es den gesamten Markt mit sei-nen Stakeholdern zu betrachten, wie kleine und große Betreiber, Hersteller, Dienstleister.

Die Studie dient als Pilotprojekt und somit Initiator für zukünftige Forschungsfelder in der smarten Wasserwirtschaft.
Sie wollen an der Studie teilnehmen sowie deren Ergebnisse erhalten? Sprechen Sie uns an!

Zum Projektbaltt

FOR 10´000

Organische Abfälle gewinnen als Rohstoff für die Energieerzeugung an Bedeutung. Allerdings ist eine Nutzung bisher nur ab einer Menge von 30 000 Tonnen pro Jahr ökonomisch sinnvoll. Viele Kommunen und Städte erreichen diese nicht.

Forscher an der Universität Bayreuth, den Hochschulen Amber-Weiden, Coburg und Hof entwickeln im von der bayrischen Forschungsstiftung geförderten Projekt FOR 10´000 neue Technologien und Konzepte um eine Nutzung von 10 000 Tonnen organischer Abfälle wirtschaftlich sinnvoll zu ermöglichen.

Eine Vorbehandlung der Substrate erleichtert deren biologischen Abbau. Die Hochschule Hof untersucht verschiedene Ansätze. Vorversäuerung von Überschussschlamm mit und ohne organische Abfälle. Die Versäuerung wird mit verschiedenen Desintegrationstechniken kombiniert. Elektroporation, Elektroporation mit Elektrolyse, Kavitation und Kavitation mit Elektroporation. Bei der Elektroporation führen Spannungen von 100 kV zur Deformation von Zellmembranen bis zu deren Zerstörung. Durch Elektrolyse wird O2 und H2 im Substrat gebildet. Hydrodynamische Kavitation erzeugt durch kollabierende Kavitationsblasen lokale Druck– und Temperaturspitzen die Wassermoleküle spalten, wodurch freie Radikal (HO•,H•,HO2•) gebildet werden. Durch Gärversuche des Substrates wird der Effekt der Sub-stratvorbehandlung auf die anaerobe Fermentation untersucht.

Zum Projektblatt

Wasseraufbereitung

Zahlreiche persistente organische Spurenstoffe gelangen durch menschliche Aktivitäten in den Wasserkreislauf. Derzeit stehen nur wenige, meist kostspielige, Methoden zur Entfernung dieser Stoffe zur Verfügung. Das Ziel dieses Projektes der Hochschule Hof ist es, ein energie- und ressourceneffizientes Verfahren zur Entfernung von organischen Spurenstoffen zu entwickeln, das für die Wasseraufbereitung, sowie die Reinigung von Abwasser anwendbar ist.

Viele organische Spurenstoffe sind nur schlecht mikrobiologisch abbaubar. Hydrodynamische Kavitation gehört zu den AOP-Verfahren (Advanced Oxidation Processes) und ermöglicht es, biologisch schwer abbaubare Verbindungen durch Radikale chemisch anzugreifen. Der Prozess beruht darauf, dass sich im Wasser bei sehr niedrigem Druck Gasbläschen ausbilden, die unter hohen lokalen Drücken und Temperaturen implodieren und die Bildung von Radikalen aus Wassermolekülen verursachen.

Das Verfahren kommt ohne Chemikalienzugabe aus und findet potentiell in vielfältigen Bereichen der Wasserbehandlung Anwendung.

Um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen, wird die Kombination von hydrodynamischer Kavitation mit anderen Verfahren getestet. Ziel ist es, aus schwer abbaubaren Substanzen durch die Oxidation Verbindungen zu machen, die von Mikroorganismen in biologischen Reaktoren vollständig zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt werden können.

Zum Projektblatt

 

 

Anfahrt

Campus Hof

Alfons-Goppel-Platz-1
95028 Hof

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

Campus Münchberg

Kulmbacher Str. 76
95213 Münchberg

Fon: +49 (0) 9281 / 409 8000