Eingebettete Hardware-/Software-Systeme

Mobile Solar Power Plant (SoSe/WiSe 2012/13)

Technologischer Fortschritt sichert und verbessert fortwährend unseren Lebensstandard. Der Preis dieser kontinuierlichen Verbesserung ist der Anstieg des Energiebedarfs. Methoden zur Gewinnung von Ressourcen für die Energieerzeugung, die vor 20 Jahren noch betriebswirtschaftlich undenkbar waren, rechnen sich aufgrund des gestiegenen Energiepreises. Ökologische Unbedenklichkeit und Nachhaltigkeit scheinen bei der Gewinnung leider immer öfter eine untergeordnete Rolle zu spielen (Atomkraft, Ölsand, …). Dennoch haben sich umweltbewusste Technologien zur Energieerzeugung immer weiter entwickelt und verbreitet (Windkraft, Solaranlagen, Gezeitenkraftwerke, …).

Solaranlagen für die Erzeugung von Energie sind ein erfolgreiches Konzept für die dezentrale Energieerzeugung. Ein Problem für den Massenmarkt stellen aber die verwendeten Ressourcen dar. Solarzellenmaterialien wie z.B. Indium, Gallium, Tellur und Selen haben eine ungünstige Materialökonomie. Recyclingansätze, die beim Kupfer zum normalen Materialkreislauf gehören, greifen bei Gallium, Indium, Selen und Tellur nicht. Die Materialien werden meist in komplexe Vielstoff-Schichtstrukturen eingebunden und fein verteilt. Eine Rückgewinnung wird somit in Zukunft vermutlich nicht möglich sein.

Sterling Motoren könnten in diesem Konzept einer dezentralen Energieversorgung als Substitut für Solarzellen dienen. Sterling- oder auch Heißgasmotoren, sind Wärmekraftmaschinen. In einem abgeschlossen Kreislauf wird ein Arbeitsgas (z.B. Luft oder Helium) von außen an zwei verschiedenen Bereichen abwechselnd erhitzt und gekühlt. Dieses Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses ist ein gutes Beispiel für die Energieumwandlung von thermischer Energie in besser verwendbare mechanische Energie, die wiederum in elektrische Energie wandelbar ist. Zudem kann ein Stirlingmotor mit einer beliebigen äußeren Wärmequelle betrieben werden. Es gibt sogar Modelle, die bereits beim Anfassen durch die Wärme der menschlichen Hand in Gang kommen. Durch die Möglichkeit einen Stirlingmotor mit gebündelten Sonnenstrahlen zu betreiben, lässt sich ein solcher Ansatz direkt mit einer Solarzelle vergleichen, z.B. hinsichtlich des Wirkungsgrads in Abhängigkeit der bestrahlten Fläche.

Im Rahmen der Projektgruppe „mobile Solar Power Plant“ soll dieser Ansatz prototypisch und praktisch umgesetzt werden: ein Stirlingmotor, der mittels Sonnenenergie betrieben wird. Die Basiskomponenten sind dabei ein Stirlingmotor, eine Fresnel-Linse und ein Sensor zur Ermittlung des Sonnenstands, sowie einer Montage-Plattform zum Ausrichten der Linse.

Organisatorisches

Mitverantwortlich für die Veranstaltung

Dipl.-Inform. Kiril Schröder

Weitere Informationen

Weitere Informationen finden Sie in der Lernplattform der Universität Oldenburg.

 

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