Energie und Wasser

 

Energie- & Wassersysteme sind eines der Kernforschungsgebiete der AVT.SVT. Die Methoden der Systemverfahrenstechnik werden zu Modellierung, Entwurf, Betrieb und Analyse von nachhaltigen Energie- und Wassersystemen eingesetzt.

Um globalen Herausforderungen wie Klimawandel, Energiesicherheit oder Wasserknappheit zu begegnen, sind innovative und nachhaltige technische Lösungen erforderlich. Unsere Forschung zielt darauf ab, auf verschiedenen Größenskalen systematische Problemlösungen für Energie- und Wassersysteme zu entwickeln und das grundlegende Verständnis solcher Systeme zu verbessern. Im Folgenden werden einige Beispiele unserer jüngsten Forschungsergebnisse vorgestellt.

 

Organic Rankine Cycle (ORC)

Niedrigtemperatur-Wärmerückgewinnung mittels des ORC ist ein vielversprechender Ansatz zur Nutzbarmachung von Abwärme und Niedrigtemperatur-Wärmequellen wie zum Beispiel Geothermie.

 

Solarthermiekraftwerke

Solarenergie besitzt das Potential den weltweiten Energiebedarf zu decken. Eine erfolgversprechende Technologie ist die Bündelung der Sonnenstrahlen mittels Kollektoren und die anschließende Nutzung der entstehenden Wärme zur Stromproduktion oder zum Betrieb von chemischen Prozessen. Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf der optimalen Auslegung und dem optimalen Betrieb von Solarthermiekraftwerken.

 

Meerwasserentsalzung

Der weltweit zunehmende Trinkwasserbedarf treibt den raschen technologischen Fortschritt im Bereich der Meerwasserentsalzung voran. Unsere Forschungsaktivitäten auf diesem Feld beinhalten die Modellierung von Elektrodialyse- und Umkehrosmoseprozessen, optimierungsbasierte Entwicklung von Meerwasserentsalzungsanlagen und solargetriebenen Entsalzungsanlagen sowie den optimalen Betrieb von Entsalzungsanlagen unter Unsicherheiten.

 

Energieangebotsabhängige Chemikalienproduktion

Der flexible Betrieb von energieintensiven chemischen Prozessen bietet eine kostengünstige und hocheffiziente Möglichkeit, Angebot und Nachfrage auf dem – durch zunehmende Marktdurchdringung von erneuerbaren Energien – volatilen Energiemarkt in Einklang zu bringen. Unsere Schwerpunkte in diesem Forschungsfeld sind das konzeptionelle Design von flexiblen chemischen Produktionsprozessen sowie die mehrstufige hierarchische Produktionsplanung und Regelung von chemischen Produktionsprozessen.

 

Impressionen

 

Referenzen

1. Ayub, Mohammad and Mitsos, Alexander and Ghasemi, Hadi. Thermo-economic analysis of a hybrid solar-binary geothermal power plant. Elsevier: Energy, 87:326-335, 2015
2. Noone, Corey J and Torrilhon, Manuel and Mitsos, Alexander. Heliostat field optimization: A new computationally efficient model and biomimetic layout. Elsevier: Solar Energy, 86(2):792-803, 2012
3. Dahdah, Tawfiq H and Mitsos, Alexander. Structural optimization of seawater desalination: I. A flexible superstructure and novel MED-MSF configurations. Elsevier: Desalination, 344(2):252-265, 2014
4. Harwardt, Andreas and Marquardt, Wolfgang. Heat-integrated distillation columns: Vapor recompression or internal heat integration? Wiley Online Library: AIChE Journal, 58(12):3740-3750, 2012