idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
09/04/2017 10:09

900.000 Euro zur Erforschung und Realisierung einer thermisch flexiblen Aluminiumproduktion

Denise Haberger Pressestelle
Bergische Universität Wuppertal

    Gemeinsam mit Wissenschaftlern vom Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Bergischen Universität Wuppertal (Leitung: Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske), dem Wuppertal Institut und dem Aluminiumhersteller TRIMET Aluminium SE untersucht Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch (Lehrstuhl für Automatisierungstechnik / Informatik der Bergischen Uni) in einem neuen Forschungsprojekt, ob eine thermisch flexible Aluminiumproduktion möglich ist. Das Land NRW fördert das Projekt mit rund 900.000 Euro unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE).

    Im Zuge der Energiewende hängt elektrische Energie in Zukunft verstärkt von Wind und Sonne ab, ihre Verfügbarkeit wird folglich stark schwanken. Aus Mangel an Speichern für größere Mengen elektrischer Energie muss die Nachfrage daher dem Angebot angepasst werden. „Dies kann im Kleinen durch preispolitische Anreize mittels zeitlich flexiblem Einschalten von Elektrogeräten in den Haushalten erfolgen, viel effizienter ist jedoch, große Verbraucher elektrischer Energie zu flexibilisieren“, sagt Prof. Tutsch.

    Die Aluminiumindustrie gehört zu den großen Verbrauchern elektrischer Energie. Durch eine Flexibilisierung könnte die im Rahmen des Pilotprojektes zu modifizierende Produktionsstätte des Projektpartners TRIMET Aluminium SE in Essen ein indirektes Speicherpotenzial von ca. 1.000 Megawattstunden (MWh) zur Verfügung stellen, um auf Schwankungen in der elektrischen Energiegewinnung zu reagieren. Dies entspräche der Kapazität eines mittelgroßen Pumpspeicherkraftwerkes. „Um dies zu ermöglichen, müssen die bisher mit konstanter Stromstärke versorgten Aluminiumelektrolyseöfen aber in ein System überführt werden, bei dem die Ofenstromstärke geändert werden kann“, erklärt Prof. Dietmar Tutsch.

    Eine sich zeitlich ändernde Stromstärke bewirkt eine sich zeitlich ändernde Temperatur in den Elektrolyseöfen. Damit dies nicht zu ineffizienter Aluminiumproduktion oder gar Schäden an den Öfen führt, bis hin zu deren Zerstörung, muss der Produktionsprozess angepasst werden. „Insbesondere muss auf den individuellen Zustand eines jeden Ofens eingegangen werden, ohne die Zusammenhänge der in Reihe geschalteten Öfen zu vernachlässigen. So ergibt sich ein sehr komplexes zu regelndes System“, betont Prof. Uwe Janoske.

    Gemeinsam mit seinem Team vom Lehrstuhl für Strömungsmechanik untersucht er in diesem Zusammenhang den Einfluss unterschiedlicher Stromstärken durch Erstellung eines simulativen Ofenmodells. Dieses Modell kann dann den Einfluss der sich daraus ergebenden reduzierten oder erhöhten Temperaturniveaus in den Aluminiumöfen ermitteln. Mit diesen Erkenntnissen kann wiederum der Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/ Informatik unter Leitung von Prof. Tutsch eine ofenindividuelle Regelung auf Basis der Eingangsgrößen wie beispielsweise elektrisch zugeführter Energie, Abwärme, wärmetauscherbasierter Kühlung/Isolation entwickeln und zusammen mit der TRIMET Aluminium SE realisieren.

    Aufgrund der Komplexität der Zusammenhänge und Vielzahl von Daten werden Methoden von Industrie 4.0 angewandt. „Im Idealfall können dann sogar Tagesprognosen über den Ofenspielraum abgegeben werden, so dass dessen Kenntnis bewusst dazu genutzt werden kann, die Öfen in energiespeichernde Zustände zu bringen, um zu erwartende Energieversorgungsengpässe abzufedern“, so die Wuppertaler Forscher.

    Kontakt:
    Prof. Dr.-Ing. Dietmar Tutsch
    Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
    Telefon 0202/439-1945
    E-Mail tutsch@uni-wuppertal.de

    Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske
    Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik
    Telefon 0202/439-2113
    E-Mail janoske@uni-wuppertal.de


    Images

    Criteria of this press release:
    Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
    Electrical engineering, Energy, Environment / ecology, Information technology
    transregional, national
    Research projects
    German


     

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).