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Interdisziplinäres Forscherteam entwickelt innovative Klimatechnik
Annemarie Grohmann

Zu dem Bereich Ingenieurwissenschaften gehören die Fakultäten Elektrotechnik und Informationstechnik, Informatik sowie Maschinenwesen.

Am 26. Mai 2016 fiel der Startschuss für das Forschungsprojekt SOMAK – „Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden". Bis 2020 entwickeln die Ingenieure der TU Dresden gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung eine neue Technologie, um Klimaanlagen umweltfreundlicher und effizienter zu machen. Das Bundeswirtschaftsministerium finanziert das Projekt mit 1,72 Millionen Euro.

© Kirsten Lassig; Die Klimakammer der Dresdner Forscher wird als erstes von der neuen Technologie profitieren: In der dazugehörigen Klimaanlage wird der SOMAK-Protoyp getestet.
© Kirsten Lassig; Die Klimakammer der Dresdner Forscher wird als erstes von der neuen Technologie profitieren: In der dazugehörigen Klimaanlage wird der SOMAK-Protoyp getestet.

Derzeit werden die meisten Gebäude noch mit konventioneller Kältetechnik klimatisiert, die viel Strom verbraucht. Das ist nicht nur wenig umweltfreundlich, sondern meist auch mit hohen Kosten verbunden. Dr. Joachim Seifert, Projektleiter von SOMAK: „Ein Großteil der Primärenergie in Bürogebäuden wird in Deutschland zur Klimatisierung verwendet. Für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende ist die Entwicklung effizienterer Technologien hier eine der Schlüsselstellen.“

Zwar wurden in den vergangenen Jahren bereits Klimaanlagen entwickelt, die auf Basis eines Verdunstungsprozesses Kälte erzeugen. Deren Kühlleistung ist aber limitiert. Hier setzen die Wissenschaftler an: Sie kombinieren den Verdunstungsprozess mit einem magnetokalorischen Prozess, der eine zusätzliche Kühlleistung freisetzt. Technologisch wird hierfür ein geeigneter Werkstoff einem wechselnden Magnetfeld ausgesetzt, das Wärme und Kälte erzeugt. Beide können im Klimatisierungsprozess verwendet werden. Damit erschließen die Ingenieure eine neue Technologie: „Wir sind die Ersten, die untersuchen, wie man den magnetokalorischen Effekt in Klimaanlagen nutzen kann, arbeiten also hier in Dresden an einer kleinen Weltneuheit“, so Projektleiter Seifert. Ein weiterer Vorteil: Das System ist an eine Photovoltaikanlage gekoppelt und damit weitgehend selbstregelnd.

Die Vision: Am Ende soll ein Modul entstehen, das in vorhandene Klimaanlagen eingebaut werden kann, um diese wesentlich effizienter zu machen. Zunächst entwickeln die Forscher einen Prototypen, der auf Tauglichkeit getestet wird. Dabei arbeiten Energietechniker und Elektrotechniker der TU Dresden eng mit Materialwissenschaftlern des Leibniz-Institutes für Festkörper- und Werkstoffforschung zusammen. Um einen erfolgreichen Technologietransfer zu gewährleisten, haben die Wissenschaftler außerdem Industriepartner mit ins Boot geholt. Der Anlagenbauer Glen Dimplex möchte den Prototypen in ein Produkt überführen und das Ingenieurbüro INNIUS, das unter anderem den Frankfurter Flughafen mit geplant hat, wird die Vermarktung unterstützen.

Aber die Dresdner Ingenieurwissenschaftler arbeiten nicht nur daran, einzelne Anlagen effizienter zu machen. Ihr Ziel ist es, mit innovativen Ideen und Technologien das Energieversorgungssystem der Zukunft mit zu gestalten. Dafür gilt es, das System von heute, wo Energie vor allem in Großanlagen erzeugt und von dort an die Verbraucher verteilt wird, dezentraler und flexibler zu machen und diese kleineren Einheiten virtuell besser miteinander zu vernetzen. Zum Beispiel unterziehen die Forscher gerade ein regionales virtuelles Kraftwerk, bestehend aus vielen kleinen Blockheizkraftwerken, die Gebäude sowohl mit Strom als auch mit Wärme versorgen können, einem umfassenden Praxistest. Wenn alles glatt läuft, könnte daraus eine Art „Energie-Fritz-Box“ werden – eine universelle Schnittstelle, die verschiedene dezentrale, verbrauchsnahe Anlagen intelligent vernetzen kann. Und damit ein weiteres Puzzleteil, um unsere Energieversorgung ein Stück unabhängiger von zentralen Großerzeugungseinheiten zu machen und den Weg in eine nachhaltigere Zukunft zu ebnen.
 

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