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Klimakonzepte für Morgen aus Dresden

Klima im Kasten Klimakonzepte für Morgen aus Dresden

Wenn eines Tages das letzte konventionelle Kraftwerk abgeschaltet wird, ist die Energiewende vollzogen. Wie genau es mit der Energieversorgung in Gebäuden und Haushalten weiter gehen kann, wird derzeit in einem einzigartigen Versuchsstand an der TU Dresden erforscht.

Proband Sven Noack verbringt zwei mal vier Stunden im Klimaversuchsraum. Derzeit laufen Studien zum Wohlfühlfaktor des Menschen.
 

Quelle: Sebastian Burkhardt

Dresden.  Wenn eines Tages das letzte konventionelle Kraftwerk abgeschaltet wird, ist die Energiewende vollzogen. Doch wie genau es dann mit der Energieversorgung in einzelnen Gebäuden und Haushalten weiter geht, ist derzeit noch offen. „Es muss auf jeden Fall dezentral und mit Erneuerbaren Energien passieren“, erklärt Dr. Joachim Seifert vom Institut für Energietechnik an der TU Dresden.

Seifert und sein Team betreuen das in dieser Form deutschlandweit einzigartige Energieversuchslabor „Combined Energy Lab 2.0“. „Der Versuchsstand besteht unter anderem aus einem Niedrigspannungsemulator, der verschiedene Spannungssituationen in einem Stromnetz simulieren kann. Dazu kommt eine thermische Komponente, die Kälte und Wärme erzeugt“, sagt Seifert. Er will mit seiner Arbeit Dresden als Forschungsleuchtturm innerhalb der Energietechnik etablieren. „In den letzten Jahren ist dieses wichtige Thema viel zu kurz gekommen, Fördermittel vom Freistaat waren nur sehr schwierig zu erhalten“, so der Projektleiter. Die rund zwei Millionen Euro für das dreiteilige Energielabor stellte das Bundeswirtschaftsministerium zur Verfügung.

Seit Anfang Juni ist das „Combined Energy Lab 2.0“ nun auch mit der wichtigsten Komponente ausgestattet: ein hochmoderner Klimaversuchsraum, wie es in Deutschland keinen zweiten gibt. Dieser besteht aus mehreren flexiblen Wandmodulen, deren Temperatur individuell gesteuert werden kann. Zusätzlich können durch verschiedene Luftauslässe alle gängigen Lüftungsformen nachgestellt werden. Das Ingenieurteam um Joachim Seifert entwickelte und konstruierte den Versuchsraum selbst. Bei der Herstellung half der Zwickauer Kühlanlagenbauer Ilkazell.

Derzeit erste Grundlagenforschung

„Prinzipiell ist es im Versuchsraum möglich, relative Luftfeuchten von 20 bis 90 Prozent sowie Temperaturen von 10 bis 50 Grad Celsius zu realisieren“, so Seifert. Nötig wird das jedoch vorerst nicht. Der Versuchsraum wird aktuell dafür benutzt, die klimatischen Bedürfnisse von Menschen innerhalb eines Raumes zu bestimmen. Daran arbeiten die Experten des Institut für Energietechnik gemeinsam mit Psychologen der TU Dresden.

In einer ersten Versuchsreihe nehmen Probanten für zwei mal vier Stunden im Klimaversuchsraum Platz und gehen alltäglichen Büroarbeiten, wie Lesen, Schreiben und Telefonieren nach. Dabei wird die Temperatur jeweils um zwei Grad Celsius abgesenkt und wieder erhöht. Der Proband muss regelmäßig kleine Fragebögen über sein persönliches Befinden ausfüllen. „Die bisherige Behaglichkeitstheorie, die maßgeblich an der TU Kopenhagen entwickelt wurde, berücksichtigt vorwiegend veränderungsunabhängige Kriterien. Wir untersuchen nun umfänglich Tempersteigerung- und Gefälle über den Tagesverlauf sowie das persönliche Empfinden von Temperatursprüngen“, erklärt Projektleiter Seifert.

Es handele sich zudem um eine erste Grundlagenuntersuchung, damit generelle Muster erarbeiten werden können. Aufgrund der flexiblen Beschaffenheit der Versuchskammer seien laut Seifert zukünftige Tests beliebig variabel und erweiterbar. „Das Ziel ist es, individuell anpassbare Klimasituationen in Räumen herzustellen – natürlich alles mit Hilfe dezentraler Technik und Erneuerbaren Energien.“

Neuartige Klimaanlage soll helfen

Eine wichtige Rolle spielt die Belüftung und Temperaturregulierung durch eine umweltfreundliche und effizient arbeitende Klimaanlage. Diese soll bestenfalls durch vor Ort erzeugte Erneuerbare Energie betrieben werden und jeden einzelnen Arbeitsplatz durch beispielsweise „Mikrobelüftung“ und flexible Wandmodule, wie sie derzeit im Klimaversuchsraum verwendet werden, für den entsprechenden Benutzer anpassen.

Das klingt aktuell nach Zukunftsmusik, könnte aber durch die Arbeit im „Combined Energy Lab 2.0“ bald Realität werden. Der Ingenieur plant derzeit den Anschluss einer sogenannten „SOMAK“ an das Labor. Bei der Solaren magnetokalorischen Klimatisierung von Gebäuden sorgt eine hauseigene Photovoltaikanlage für die Stromversorgung. Diese neuartige Klimaanlage soll laut Ingenieur Seifert „Energie von hier, für hier“ herstellen.

„Durch die magnetokalorischen Elemente ist es möglich, die gesamte Anlage sehr energieeffizient zu gestalten“, so der Experte. Unter dem magnetokalorischen Effekt versteht man das Phänomen, dass sich ein Material erwärmt, wenn man es einem starken Magnetfeld aussetzt, und es sich abkühlt, wenn man das Magnetfeld entfernt. Ob dieses Konzept eine zukunftsfähige Alternative zu bisherigen Anlagen bildet, soll nun der künftige Prototyp im Energy Lab zeigen.

„Das Projekt befindet sich derzeit schon in der Startphase, das Bundeswirtschaftsministerium hat seine Förderung zugesagt“, so Seifert. Doch bis es soweit ist, wird mit Sicherheit noch eine Zeit ins Land gehen. Immerhin benötigten Seifert und sein Team fast drei Jahre, um das Combined Energy Lab in seinem derzeitigen Zustand für die ersten Versuche einzurichten. „Wenn unser Vorhaben gelingt, können wir einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten“, ist sich Seifert sicher.

Von Sebastian Burkhardt

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