Die Transformation des Energiesystems in Deutschland bedingt mittlerweile alle Sektoren - Strom, Gas, Wärme und Verkehr - und führt damit als Folge auch die unterschiedlichen Energienetze zusammen. Im Forschungsprojekt SimBench wurde ein Benchmark-Datensatz als freier Download für Lösungen im Bereich der Analyse, Planung und Betriebsführung von elektrischen Netzen aller Spannungsebenen entwickelt (www.simbench.de). Dieser Satz aus Netzdaten und Zeitreihen soll die Entwicklung von Lösungen unabhängig von Netzbetreibern möglich machen und zugleich eine Vergleichbarkeit verschiedener Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Netze fördern. In SimBench-Sektor soll darauf methodisch aufbauend ein Datensatz entwickelt werden, welcher die realistische Abbildung deutscher Gas- und Wärmenetze ermöglicht. Innovative Anwendungsfälle im Bereich der Quartiersentwicklung, der Umgestaltung der Gasnetze für Wasserstoff oder gar spartenübergreifender Simulationen machen die Entwicklung von Gas- und Wärmenetzkomponenten als Teil eines Benchmark-Datensatzes sinnvoll und notwendig. Insbesondere zukünftige Untersuchungen zu gekoppelten Infrastrukturen im Rahmen der Energiewende und ihrer Digitalisierung fordern konsistente Testnetze in allen Sektoren. Durch SimBench-Sektor soll der Forschungslandschaft ein konsistenter Datensatz als Open Data zur vollumfänglichen Beschreibung der netzgebundenen deutschen Energieversorgung bereitgestellt werden. Neben der hohen örtlichen und zeitlichen Auflösung besteht die Innovation in einer technisch detaillierten Modellierung der Betriebsmittel in heutigen Netzen, aber auch in der Modellierung innovativer, zukünftiger Betriebsmittel. Arbeiten der H-BRS konzentrieren sich auf den Gassektor, die Modellierung zukünftiger Anlagen wie etwa Elektrolyseuren, H2-fähigen Verdichterstationen und Kraftwerken sowie topologische Übergänge zur Erzeugung sektorübergreifender Netze und Parametrierungen der Anlagen zur Energieumwandlung.
Der Energiewandlungsprozess in einem elektrohydrodynamischen Generator mit einer nanostrukturierten Elektrode soll experimentell untersucht werden. Dazu werden freie Ladungen über eine Koronaentladung in eine Gasströmung eingebracht und durch die Reibung mit den umgebenden Gasmolekülen zu einer Gegenelektrode transportiert. Auf diese Weise wird mechanische in elektrische Energie gewandelt. Aus Vorarbeiten existieren Hinweise, dass mit Hilfe von nanostrukturierten Elektroden der Energiewandlungsprozess deutlich effizienter gestaltet werden kann als mit herkömmlichen Elektroden. Es soll eine Energiestrombilanz aufgestellt werden, welche die Grundlage für die daran anschließende Maximierung der Energiewandlungseffizienz bildet. Später soll der Generator in einen Capillary Pumped Loop integriert werden, der es ermöglichen soll, thermische in elektrische Energie zu wandeln. Im Kontext miniaturisierter Energiewandlersysteme soll auch das Potential von Koronaentladungen zur Förderung von Luft für Verbrennungsprozesse untersucht werden.
Das Ziel in diesem Projekt ist die rationelle Energieverwendung, insbesondere die Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Waerme. Als besonders wichtig werden unter anderem die moeglichen Umweltbeeinflussungen von solchen Systemen erachtet. Seit 1980 wurden die folgenden Systeme untersucht: - Waerme-Kraft-Kopplung - Fortgeschrittene Waermepumpensysteme - Total-Energieanlagen und Blockheizkraftwerke (BHKW) - Messungen der Luftfremdstoffemissionen an Verbrennungsmotor-Waermepumpen und BHKW - Messungen der Nutzungsgrade von oelgefeuerten Zentralheizungskesseln - Gemischte Kuehlsysteme (fuer thermische Kraftwerke).