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Studierende vor dem Optoelektronik-Gebäude P8, Foto: Universität Paderborn, Fotografin: Judith Kraft Bildinformationen anzeigen

Studierende vor dem Optoelektronik-Gebäude P8, Foto: Universität Paderborn, Fotografin: Judith Kraft

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Vier Jungakademiker der Universität Paderborn mit Westfalen Weser Energy Award ausgezeichnet

Mit dem Westfalen Weser Energy Award  fördert der kommunale Energiedienstleister Westfalen Weser Energie junge Akademiker der Hochschulen in Ostwestfalen-Lippe, die besondere Leistungen in ihren Abschluss- oder Projektarbeiten rund um das Thema Energieeffizienz/erneuerbare Energie gezeigt haben. Am 20.11.2018 wurden sechs hervorragende Einzelarbeiten und eine Projektgruppe ausgezeichnet. Insgesamt wurden hierbei mehr als 10.000 Euro an Preisgeldern vergeben. Vier Preisträger kommen von der Universität Paderborn, und zwar alle aus dem Kompetenzzentrum für Nachhaltige Energietechnik (KET), einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung der Universität Paderborn, welche an den Komponenten und Systemen für die Energieinfrastruktur von morgen forscht. Eine Projektgruppenarbeit und zwei Abschlussarbeiten wurden am Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA) unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker angefertigt, eine weitere Abschlussarbeit am Lehrstuhl für Thermodynamik und Energietechnik (ThEt). Beide Lehrstühle gehören zum KET.

Preiswürdige Arbeiten

Lukas Diermann hat sich in seiner Masterarbeit mit der Problematik der Speicherbarkeit von regenerativen Energien beschäftigt. Er hat eine Konzeptstudie zur Entwicklung, Berechnung und Umsetzung eines Druckluftenergiespeichers mit Wärmespeicherung durchgeführt. Mit der Entwicklung eines numerischen Berechnungsmodells wurden Daten zur thermodynamischen und konstruktiven Auslegung eines Druckluftenergiespeichers zur Verfügung gestellt. Diese Ergebnisse können vor dem Hintergrund der immer relevanter werdenden Energiewende einen Lösungsansatz und eine Antwort auf die elementare Fragestellung der Energiespeicherung liefern.

Ebenfalls von der Universität Paderborn wurde Jan-Henrik Zünkler wurde für seine Bachelorarbeit ausgezeichnet. Er beschäftigt sich in seiner Arbeit mit den sogenannten Microgrids, also lokalen Netzen zur Energieversorgung, die aus Lasten, Quellen und Speichern bestehen können und auch über einen Anschluss an das öffentliche Netz (Macrogrid) verfügen können. Um den Betrieb dieser Microgrids zu optimieren hat Zünkler hierzu künstliche Intelligenz entwickelt. Damit ist es möglich, selbst erzeugten Strom auch selbst lokal zu nutzen und Last aus dem öffentlichen Netz zu nehmen. Zudem benötigt das Verfahren weder neue Geräte, noch einen großen Rechenaufwand. In einem Microgrid ist es u. a. möglich, dass Privatpersonen sich direkt gegenseitig mit Energie beliefern. Dies wäre eine aktive Beteiligung an der Energiewende.

Roland Unruh beschäftigt sich in seiner Masterarbeit mit der Entwicklung eines DC/DC-Wandlers mit einem weiten Ausgangsspannungsbereich zum Einsatz im Ladegerät eines Elektroautos. Das Laden basiert häufig zunächst auf der Umwandlung von Wechselspannung zu Gleichspannung (AC/DC-Wandler). In einer weiteren Stufe wird die erzielte konstante Gleichspannung auf die variable Gleichspannung der Batterie konvertiert, um diese zu laden. Durch den in der Masterarbeit entwickelten Wandler wird ein höherer Wirkungsgrad erreicht und die Stromkosten des Ladevorgangs werden reduziert. Außerdem entsteht weniger Abwärme, die abgeführt werden muss, sodass das Bauvolumen des On-Board-Ladegeräts reduziert werden kann. Das Gewicht des Elektrofahrzeugs verringert sich und dessen Reichweite erhöht sich. Erkenntnisse dieser Arbeit fließen in ein aktuelles Forschungsprojekt der Universität Paderborn ein.

Den Preis für die beste Projektgruppenarbeit nahmen Bastian Korthauer und Jannis Bohlmann entgegen. Diese haben sich mit der Entwicklung eines DC-DC-Wandlers für Elektroautos befasst. In Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben kommen für die unterschiedlichen Verbraucher mehrere Spannungsebenen zur Anwendung. Für Verbraucher höherer Leistung ist es vorteilhaft, eine höhere Spannung im Fahrzeug zu verwenden. Gleichstromsteller sind erforderlich, um Energie zwischen den einzelnen Spannungsebenen auszutauschen. Mit dem von der Projektgruppe entwickelten Wandler reduzieren sich die Stromschwankungen am Ein- und Ausgang, sodass kleinere Kondensatoren eingesetzt werden können. Ebenso bleibt der Wirkungsgrad über weite Teile des Leistungsbereiches nahezu konstant hoch mit einem Spitzenwert von 94,5 Prozent. Im Vergleich zu ähnlichen Systemen konnte eine deutliche Reduktion des Bauvolumens erzielt werden. 

Die Universität der Informationsgesellschaft