Aktionen, Projekte und Berichte von Manuel Sutter

Neuartiger Filter für Mikropumpen 10. August 2013, Beiträge | # , , ,

Während meines Studiums arbeitete ich einige Zeit beim Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration. Bereits in einem anderen Artikel habe ich über einen Teil meiner dortigen Aufgaben berichtet: Leuchtende Demonstratoren.

 

MembranpumpeIch war hauptsächlich im Bereich der Untersuchung von Silizium-Mikropumpen beschäftigt. Diese Pumpe sind außergewöhnlich, da mit ihnen kleinste Mengen von Gasen oder Flüssigkeiten gefördert werden können, was vor allem für die Bio-, Medizin- und Pharmabranche interessant ist. Vom Prinzip her handelt es sich um konventionelle Membranpumpen, nur eben im Miniaturmaßstab. Bei einer Membranpumpe wird das Medium nicht wie in einer Kreiselpumpe durch ein rotierendes Laufrad, sondern durch die Auf- und Abbewegung einer Membran – im Zusammenspiel mit zwei Ventilen – bewegt. Zur Veranschaulichung ist die Funktionsweise mit ihren zwei Schritten in der nebenstehenden Abbildung skizziert.

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Optimierungspotenziale Solarthermie 30. Mai 2012, Projekte | # , , ,

Von November 2011 bis Mai 2012 war ich als Diplomand an der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) angestellt. In meiner Abschlussarbeit befasste ich mich mit der „Identifikation von Optimierungspotenzialen einer Solarthermieanlage“. Nachfolgend sind wesentliche Punkte des Inhaltes zusammengefasst.

Hintergrund

Anlagenvergleich nach [2] mit Ergebnis der vorliegenden Untersuchung

Abbildung 1: Anlagenvergleich nach [2] mit Ergebnis der vorliegenden Untersuchung

In deutschen Haushalten wird der größte Endenergieanteil für Wärmezwecke benötigt: 85% entfallen auf Raumheizwärme und Warmwasserbereitung, die restlichen 15% auf elektrische Energie [1]. Da die Bundesregierung im Gebäudebereich bis 2050 eine Reduktion des Energiebedarfes um 80% anstrebt, müssen sowohl Einsparpotenziale ausgeschöpft, als auch Effizienzsteigerungen der konventionellen Technik und der Einsatz regenerativer Energien konsequent voran gebracht werden. Solarthermieanlagen (ST) leisten hierzu einen wertvollen Beitrag. Untersuchungen in der Vergangenheit haben jedoch gezeigt, dass nicht alle Anlagen ihr volles Potenzial ausschöpfen [2] – es kam in vereinzelten Fällen sogar vor, dass nach dem Einbau eines ST-Systems der Öl/Gasverbrauch gestiegen ist, wie Abbildung 1 zeigt.

 

Aus diesem Grund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Fragestellung, in wie weit bestehende ST-Anlagen optimiert werden können, um den solaren Deckungsgrad weiter zu steigern. Durch die exemplarische Analyse eines ST-Systems wurde das Betriebsverhalten genau erforscht, um daraus Möglichkeiten für Effizienzsteigerungen abzuleiten. Die Arbeit ist in ein Projekt der FfE eingebunden, in welchem das energetische Substitutionspotenzial durch ST-Anlagen für den deutschen Gebäudebestand – regional aufgelöst – ermittelt wird.

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Ein halbes Jahr in Simbabwe 12. Mai 2012, Beiträge | # ,

Fremde Länder kannte ich bislang nur aus der Sicht des Urlaubers. Ich wollte jedoch auch einmal länger an einem Ort bleiben, um intensiver in das Leben anderer Menschen außerhalb Deutschlands einzutauchen. Bekanntermaßen existieren von Schüleraustausch über Auslandsstudium oder Travel & Work, diese und zahlreiche weitere Möglichkeiten, um andere Kulturen und Menschen kennenzulernen. ZimbabweKarteIch entschied mich 2011 ein halbes Jahr auf einer Missionsstation in Simbabwe zu leben und zu arbeiten. Meine Eindrücke und Erlebnisse während dieser Zeit will ich an dieser Stelle schildern.

 

Die Missionsstation

Das Land Simbabwe liegt nördlich von der Republik Südafrika. Nach meiner Erfahrung ist die Lage den wenigsten Deutschen bekannt – viele kennen jedoch eher den langjährigen Machthaber: Präsident Mugabe. Nach der Ankunft in der Hauptstadt Harare folgt eine Autofahrt über mehrere Stunden. Der erste Teil lässt sich dabei leicht bewältigen, weil es über eine „Autobahn“ geht, also im Vergleich mit Deutschland eine bessere Landstraße. Man erkennt auch recht schnell weshalb das Land die Kornkammer Afrikas genannt wird: riesige Felder reihen sich aneinander. Zwischendurch sind immer wieder beeindruckende Fels- und Hügelformationen zu sehen. Der zweite Teil der Autofahrt führt über eine „Dust-Road“ – eine gekießte Straße. Auf den besseren Abschnitten fahren die Einheimischen zum Teil deutlich schneller als 100 km/h. Leider ist es fast die Regel, dass niemand einen Sicherheitsgurt im Auto hat. Dazu kommt dann oft eine spektakuläre Fahrweise, um den Schlaglöchern auszuweichen. Somit ist die Fahrt recht anstrengend einerseits, andererseits aber auch sehr aufregend, weil man verschiedene Landstriche durchquert und zahlreichen Menschen begegnet. Beispielsweise sieht man Kinder die in Schule gehen, Frauen die Brennholz sammeln oder Jungen und Männer die ihre Tiere zu Futterstellen führen oder anderen Arbeiten nachgehen.

 

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Eindrücke aus Simbabwe 05. April 2012, Beiträge | #

Während meines Aufenthalts in Simbabwe 2011 sind diese Bilder entstanden. Ein großer Teil wurde auf der Missionsstation St. Rupert Mayer aufgenommen. Jedoch sind auch einige andere Orte, wie zum Beispiel die Hauptstadt Harare mit ihren Hochhäusern, oder Nationalparks vertreten.

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Modellierung einer Windenergieanlage 22. März 2010, Projekte | # , ,
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Abbildung 1: Windenergieanlage München Fröttmaning

Im Studiengang Elektro- und Informationstechnik der TU München muss nach dem Vordiplom eine Studienarbeit verfasst werden. Es bestand zu meiner Zeit die Option sich diese Arbeit als Bachelorarbeit anerkennen zu lassen, da die fachlichen Voraussetzungen identisch sind. Dies war nur an dieser Uni möglich und nannte sich Münchener Modell.

 

Die Bachelorarbeit wollte ich thematisch im Bereich erneuerbare Energien schreiben. Ich suchte mir also einen Lehrstuhl an der Uni, der Arbeiten auf diesem Gebiet anbot. Gesucht und gefunden fiel meine Wahl auf das Fachgebiet Elektrische Energieversorgungsnetze (EEN), welches von Prof. Witzmann geleitet wird. Mein Thema lautete „Modellierung einer Vollumrichter-Windkraftanlage“. Die Inhalte der Arbeit will ich im Folgenden vorstellen.

Einleitung

Der Ausbau der Windenergie in Deutschland geschieht rasant – so rasant, dass oftmals der Netzanschluss der Anlagen eine Schwierigkeit darstellt. Ganz besonders deutlich wird dies bei Offshore-Anlagen, die unter hohem Aufwand in der Nordsee errichtet werden und die Energie aufs Festland liefern müssen. Das Stromnetz wird aus diesem Grund seit einigen Jahren für die Aufnahme von Windstrom fit gemacht. Hierfür werden auch auf wissenschaftlicher Ebene gute technische Lösungen gesucht. Am Fachgebiet EEN wird unter anderem erforscht, wie man diese in Zukunft zu erwartenden großen Energiemengen auf das Festland zum Verbraucher transportiert, oder auch wie sich Offshore-Windparks mit ihrer fluktuierenden Einspeisung am Onshorenetz verhalten und dieses beeinflussen. Dazu werden entsprechende Netzsimulationen durchgeführt. Meine Aufgabe war es ein Modell einer Megawatt-Synchrongenerator-Windenergieanlage zu entwickeln. Der Fokus sollte dabei einerseits auf der Abbildung physikalischer Effekte der Windenergiewandlung liegen. Andererseits sollte das elektrische Verhalten am Netz die sogenannten Netzanschlussregeln der Übertragungsnetzbetreiber erfüllen.

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