Die seit 2023 betriebene Energiezentrale des Forschungszentrums versorgt unseren Campus in Jülich zuverlässig und effizient mit Wärme, Strom und sogar Kälte und spart gegenüber der früher genutzten Fernwärme 15% CO2 ein. Der Wermutstropfen: Ihre Blockheizkraftwerke und Gaskessel werden aktuell mit Erdgas betrieben.  Im Zuge des Living Lab Energy Campus (LLEC) werden wir deshalb den beim Betrieb des Elektrolyse-Teststacks entstehenden Wasserstoff zur Verbrennung beimischen und werden mithilfe des LOHC One Reactors die saisonale Speicherung von Wasserstoff erproben. Durch die Ergänzung eines innovativen Wasserstoff-Sauerstoff-Motors gehen wir künftig noch einen Schritt weiter, da dieser den bei der Wasserstoffproduktion per Elektrolyse ebenfalls anfallenden Sauerstoff mit nutzt und als “Abfallprodukt” selbst nur zusammenbringt, was schon zusammen war: H2O. 

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Für das typische Einfamilienhaus reicht oft die Ausstattung der eigenen Dachfläche mit Photovoltaik-Modulen aus, um sich zumindest bilanziell mit erneuerbarem Strom aus eigener Produktion zu versorgen. Private Haushalte machen allerdings nicht einmal ein Drittel des gesamten Strombedarfs in Deutschland aus,1 und gewerbliche Bauten oder gar Industrieanlagen benötigen teils deutlich mehr Strom als auf ihren Dachflächen produziert werden kann. Jenseits geeigneter Dächer löst die Errichtung von PV-Anlagen jedoch schnell Flächenkonflikte aus – insbesondere im vom Strukturwandel geprägten Rheinischen Braunkohlerevier rund um Jülich. Im Living Lab Energy Campus (LLEC) verfolgen wir daher verschiedene Ansätze zur Mehrfachnutzung von Flächen, wie sie beispielsweise durch die sogenannte „Agri-PV“ ermöglicht wird. 

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Genial gekoppelt: Grüner Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein eines künftigen Energiesystems, doch Ort und Zeit der Produktion stimmen oft nicht mit dem Bedarf überein. Der in der letzten Woche auf dem Jülicher Campus angelieferte LOHC One Reactor soll dabei helfen, ein Effizienzproblem bei der Speicherung von Wasserstoff zu lösen. Am Freitag hatten wir Gelegenheit, diese in ihrer Größenordnung weltweit einzigartige Anlage in der Lokalzeit Aachen des WDR vorzustellen.

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Wasserstoff ist nicht nur ein Energie-, sondern auch ein Hoffnungsträger im Zuge der Transformation des Energiesystems. An vielen Stellen soll er beispielsweise das bisher eingesetzte Erdgas gänzlich oder in Form einer Beimischung teilweise ersetzen. Ebenso wie Erdgas ist Wasserstoff unsichtbar, verhält sich aufgrund seiner thermophysikalischen Eigenschaften bei Leckagen jedoch anders. Dieser Umstand stellt neue Herausforderungen an deren Detektion. CFD-Simulationen helfen, diesen zu begegnen.

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Mit Maßnahmen wie der Errichtung des Reaktor-Fundaments führt erstmals auch unser LOHC-Projekt zu sichtbaren Veränderungen auf dem Campus in Jülich. Höchste Zeit, uns wieder mit einigen Updates zu melden. In diesem Beitrag geht es also um konkrete Baufortschritte. Die früheren Beiträge zur ersten Idee, technologischen Beschreibung, sowie Projektierung, Fertigung und Visualisierung sind aber weiterhin abrufbar.

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At the beginning of June, our Living Lab Energy Campus (LLEC) received a visit from Golden, Colorado: our partners from the National Renewable Energy Laboratory (NREL) were our guests. Together, we spent four days on an extensive program with a tour of the campus, five lab visits, lots of in-depth discussions and a small cultural program. In addition to shared interests and synergies in the field of energy systems research, the visit also focused on the context and general conditions of energy systems research. In particular, issues relating to the construction and operation of innovative research facilities within established campus infrastructure, as well as program management and the establishment of matrix organizations were discussed in depth.

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Indem Elektrofahrzeuge (Electric Vehicles, EVs) als „Batterien auf Rädern“ genutzt werden, könnten sie zukünftig einen signifikanten Beitrag zur Stabilisierung der Stromnetze liefern. Dieser Vehicle-to-Grid (V2G)-Ansatz ist daher als Projekt „LLEC::VxG“ Teil unseres Forschungsportfolios, wie wir zuletzt im November 2021 berichtet haben. Mittlerweile gibt es viele Neuigkeiten. Höchste Zeit für ein Update!

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Die Demonstratoranlagen des LLEC verteilen sich über den weitläufigen Campus des Forschungszentrums. Gemeinsam bilden sie zahlreiche Bestandteile eines zukünftigen Energiesystems in integrierter Form ab. Die Besonderheit des Projektes LLEC::JuPilot ist, dass sich im und rund um das Schülerlabor, dem JuLab, die LLEC-Aktivitäten bündeln und hier quasi ein „Mini-LLEC“ erlebbar ist. An diesem zentralen Standort mitten auf dem Campus konzentrieren sich (fast) alle technischen LLEC-Themen in kleinem Maßstab.

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Nach einer intensiven Phase der Planung, Entwicklung und der Lösung zahlreicher Herausforderungen ist es nun vollbracht: Die 1,1 Megawatt-Photovoltaik-Freiflächenanlage des LLEC wurde am 14. März final abgenommen und ging damit offiziell in Betrieb! Dies markiert einen Meilenstein für das LLEC, denn mit dieser Anlage ist nun die größte Einzelanlage des Photovoltaik-Portfolio am Netz. Damit erreichen wir eine installierte Photovoltaik-Leistung auf dem Campus von insgesamt ca. 1,5 MW.

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