Systementwicklung - SYS -

Die Arbeitsgruppe „Systementwicklung“ arbeitet an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie und befasst sich auf systemischer Ebene mit funktionalen, energieeffizienten und nachhaltigen Energielösungen für Gebäude, Quartiere, Kommunen und Industrie. Die Arbeiten umfassen die Erstellung von Machbarkeitsuntersuchungen und Konzeptionierung, wissenschaftliche Begleitung von Planung und Bau bis hin zur Betriebsoptimierung und Evaluierung.

Wesentliche Schwerpunkte der Arbeiten sind:

  • Innovative und erneuerbare Energie- und Versorgungskonzepte für Kommunen und Industrie
  • Energieeffiziente, nachhaltige Quartierslösungen
  • Innovative Gebäude (Neubau und Sanierung)
  • Anlagen- und Gebäudemonitoring (Analyse, Betriebsoptimierung, Erfolgskontrolle)
  • Systembetrachtung und -simulation
  • Energiezentralen mit Tiefengeothermie und Biomasse
  • Qualitätssicherung von Erdwärmesonden und thermischen Speichern
  • Wissenschaftliche Beratung und Begleitung in allen Projektphasen
  • Unterstützung und Bewertung bezüglich kommunaler und nationaler Klimaschutzziele

Ansprechpartner:
Gruppenleiter:
Dr. Jens M. Kuckelkorn
Walther-Meißner-Str. 6
85748 Garching
Tel.: +49 89 329442-17
Fax: +49 89 329442-12
jens.kuckelkorn@zae-bayern.de

Stellv. Gruppenleiterin:
Anna Kümmel M.Sc.
Walther-Meißner-Str. 6
85748 Garching
Tel.: +49 89 329442-57
Fax: +49 89 329442-12
anna.kuemmel@zae-bayern.de

Link zum Gruppenflyer

Leistungen & Ausstattung

Leistungen

  • Erstellung von Machbarkeitsstudien für Energiesystemlösungen
  • Entwicklung effizienter, innovativer und nachhaltiger Energiekonzepte für Gebäude, Quartiere und Kommunen
  • Wissenschaftliche Beratung und Begleitung von Bauprojekten in allen Projektphasen, von der Konzeptphase bis zur Qualitätssicherung der Planungs- und Bauphase
  • Erstellung und Umsetzung von Monitoringkonzepten zur Evaluierung und Betriebsoptimierung nach Inbetriebnahme
  • Simulationen von Energieversorgungssystemen, Gebäuden und Energiezentralen
  • Auslegung von innovativen Komponenten
  • Fernwärmenetzsimulationen z. B. zur Bewertung der Netzdimensionierung und Untersuchung von Ausbauszenarien
  • Messdatenanalysen zur Bewertung von Funktionalität und Optimierungspotenzialen von Energiesystemen, von der Komponentenebene bis hin zum Gesamtsystem
  • Unterstützung in der Szenarienentwicklung und mittel- bis langfristigen Planung von Energieversorgungssystemen
  • Erstellung von Softwaretools
  • Entwicklung und Begleitung von Energiemanagementsystemen

Ausstattung

  • Softwaretools zur dynamischen Gebäude- und Anlagensimulation (TRNSYS) sowie eigens entwickelte Programme und Add-Ons
  • Systemsimulationen, u. a. mit Dymola, Simulink, Matlab
  • Monitoring-Software für große Datenvolumina
  • Benchmarking-Lösungen
  • Fernwärmenetzsimulation (STANET) und Geoinformationssysteme
  • Grundwasserströmungsmodelle (FeFlow)
  • Auslegungssoftware u. a. EES
  • Mobile Messgeräte zur Vor-Ort-Kontrolle von Raumkomfort, Anlagen- und Gebäudetechnik: Wärmebildkameras, Raumklimasensorik, CO2-Sensorik, Luxmeter, Wärme und Kältemengenzähler, Stromzähler, Datenlogger
  • Triaxialzellenversuchsstände zur Messung der hydraulischen Leitfähigkeit von Erdwärmesonden
  • Versuchsstand zur Vermessung von Fernwärmeübergabestationen, Wohnungsübergabestationen und Frischwasserstationen
  • Versuchsstand zur Vermessung der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen
  • Feinstaubmesstechnik und Abgasanalyse (gasförmig)
  • Heißgas-/Thermoöl-Test-Wärmeübertrager

Projekt-Highlights

Wissenschaftlich-technische Begleitung des 10.000-Häuser-Programms der Bayerischen Staatsregierung

10000 Haeuser Banner

Das 10.000-Häuser-Programm soll Bauherren dabei unterstützen, bei Neubau und Gebäudesanierung die zukünftigen energetischen Anforderungen an Gebäude zu berücksichtigen und den Restbedarf an Energie möglichst verträglich für die Umwelt und unterstützend für das Energiesystem zu decken. Das ZAE Bayern ist mit der fachlichen und wissenschaftlichen Begleitung in der Konzeption und Umsetzung des Förderprogramms beauftragt. Die Projektbearbeitung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie. Zu den Aufgaben des ZAE Bayern zählen die fachliche Unterstützung bei der Entwicklung neuer, sinnvoller Förderbausteine sowie bei der Novellierung bisheriger Fördertatbestände, die laufende Abwicklung des Förderprogrammes, aber auch die Prüfung der Förderfähigkeit neuer, bisher kaum in der Praxis eingesetzter Techniken auf den Gebieten Heizsysteme, Speichertechnologien oder erneuerbare Energien. Insbesondere betrifft dies Fragestellungen zu Techniken, die z. T. noch in Entwicklung und besonders innovativ sind.

Projektleitung: Dr. Jens M. Kuckelkorn, jens.kuckelkorn@zae-bayern.de

Wissenschaftliche Begleitung kommunaler Wärmeversorgungen mit Tiefengeothermie

Tiefengeothermie-Station

Das ZAE Bayern ist in verschiedenen Projekten mit der wissenschaftlich-technischen Begleitung kommunaler Fernwärmeversorgungen mit Tiefengeothermie betraut. Das Aufgabenspektrum reicht von Machbarkeitsuntersuchungen und Erstellung von Konzepten im Rahmen der Planungsphase über Auswertungen zum laufenden Anlagenbetrieb, der Erarbeitung von Optimierungsvorschlägen sowie Umsetzung konkreter Optimierungsmaßnahmen und deren Erfolgskontrolle. Das Spektrum reicht von der Analyse und Bewertung von Komponenten bis zum Gesamtprojekt und -system mit dem Ziel der Umsetzung eines effizienten ökologischen und ökonomischen Gesamtkonzepts. Dabei werden auch die mittel- bis langfristige Projektplanung oder technische Variantenvergleiche für einen zukünftigen Ausbau von Energiezentrale oder Fernwärmenetz unterstützt. Als Werkzeuge werden unter anderem anwendungsspezifische Berechnungstools eingesetzt.

Projektleitung: Dr. Jens M. Kuckelkorn, jens.kuckelkorn@zae-bayern.de

ReWaMem –
Recycling von Wäschereiabwasser zur Wiederverwendung des Abwassers mittels keramischer Nanofiltration

Das Projekt ReWaMem ist ein Verbundprojekt mit Projektpartnern wie dem Kompetenznetzwerk Wasser und Energie e. V. (Koordinator) und dem Fraunhofer IKTS. Anwendungsziel des durch das BMBF geförderten Projektes (Förderkennzeichen: 02WV1568F) ist es, den Frischwasserbedarf in Textilwäschereien zu senken, indem Abwässer gezielt aufbereitet und wiederverwendet werden können. Das Entwicklungsvorhaben wird bei einer Wäscherei bei Coburg beispielhaft umgesetzt. Das Aufbereitungsproblem soll mit Hilfe zu entwickelnder keramischer Membranträger und Membranen in Mehrkanalrohrgeometrien bzw. als Entwicklungsalternative mit Rotationsscheibenfiltern jeweils mit Nanofiltrationsbeschichtung erfolgen. Auf Basis der Möglichkeiten zur Energie- und Wassereinsparung wird durch das ZAE Bayern ein Tool weiterentwickelt, welches Textilwäschereien ermöglichen soll, eine spezifischere Betrachtung ihrer Prozessketten durchzuführen, um Wiederverwendungspotentiale von Abwässern innerhalb ihres Unternehmens identifizieren zu können. Innerhalb des Arbeitspakets des ZAE Bayern sollen Benchmarks für Waschprozesse, insbesondere zum Energie- und Ressourcenbedarf, entwickelt und in Form eines webbasierten Onlinetools zur Verfügung gestellt werden.

BMBF-Logo

Projektleitung: Andreas Bayer, andreas.bayer@zae-bayern.de
Projektzeitraum: 02.2021 – 01.2024

ZAE Bayern

Wir betreiben angewandte Forschung an der Schnittstelle zwischen Grundlagen und Industrie. Dort entwickeln wir Methoden und Systeme, die durch intelligente und effiziente Nutzung erneuerbarer Energien CO2-Neutralität ermöglichen und so dem Klimawandel entgegenwirken.

Arbeitsgruppen - Portfolio

Garching
Würzburg

Tätigkeitsbericht 2020

Logo Klima-Allianz Bayern + Link zur Website
IHK Ausbildungsbetrieb
twitter