NOWUM-Energy Abschlussarbeiten

Du möchtest deine Abschlussarbeit zusammen mit eine Startup schreiben und gleichzeitig etwas gutes für die Umwelt tun? Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eine Ökobilanzierung der Waste-to-Paper-Verfahren von Paper Earth, um wissenschaftliche Evidenz zur Nachhaltigkeit zu generieren, Umweltbehauptungen zu validieren und die Forschung zu zirkulären Wirtschaftspfaden in der Papierproduktion voranzubringen.

Diese Arbeit untersucht Hochtemperatur-Wärmepumpen zur Nutzung industrieller Abwärme in der Papiermaschine. Ziel ist die Bewertung verschiedener Wärmepumpenkonfigurationen und klimafreundlicher Kältemittel hinsichtlich thermodynamischer Leistung und Wirtschaftlichkeit. Der Studierende erstellt ein Modell in MATLAB oder Python zur Simulation der Wärmepumpe und koppelt dieses mit einer techno-ökonomischen Bewertung (z. B. CAPEX/OPEX, Sensitivitätsanalysen, Amortisationszeit), um technisch und wirtschaftlich geeignete Konfigurationen für den Einsatz in der Papiermaschine zu bestimmen.

Im Rahmen des Projektes MAS4TE wird ein lokaler Flexibiliätsmarkt entwickelt, auf dem Haushalte ihre ungenutze Flexibilität (Speicher für PV-Anlagen, E-KFZ, ...) anbieten können. Dafür sollen im Rahmen der Abschlussarbeit bisherige Erfahrungen mit lokalen Energiemärkten / Energiegenossenschaften gesammelt und ausgewertet werden. Weiter sollen daraus Regeln für den neuen Flexibiliätsmarkt abgeleitet werden.

Diese Arbeit untersucht die Integration einer Hochtemperatur-Wärmepumpe in die Trocknungssektion einer Papiermaschine mit dem Ziel, ungenutzte Abwärme systematisch zu reduzieren. Der Studierende führt eine Pinch-Analyse des Trocknungsprozesses durch und erstellt Temperatur-Enthalpie-Diagramme (Composite Curves, Grand Composite Curve), um Pinch-Punkte, minimale Heiz- und Kühlbedarfe sowie verbleibende Abwärmepotenziale zu identifizieren. Anschließend wird die Wärmepumpe gezielt in das Wärmeübertragernetz integriert, um Abwärmeströme unterhalb des Pinch-Punktes aufzuwerten und die verbleibende ungenutzte Abwärme zu minimieren. Ziel ist die Entwicklung geeigneter Integrationskonzepte zur Reduzierung ungenutzter Abwärme im Trocknungsprozess der Papiermaschine.

Die Masterarbeit untersucht, ob und unter welchen technischen sowie wirtschaftlichen Bedingungen der Einsatz eines Batteriespeichers in Mietshäusern ohne Photovoltaikanlage vorteilhaft sein kann. Im Fokus steht die Nutzung dynamischer Stromtarife, bei denen elektrische Energie in Zeiträumen niedriger Preise aus dem Netz bezogen, im Speicher zwischengespeichert und in Hochpreisphasen zur Versorgung des Gebäudes wieder ausgespeist wird. Ziel ist es, das Potenzial dieser Form der Strompreis-Arbitrage systematisch zu bewerten. Dazu werden geeignete Speicherlösungen für den Einsatz im Mietshaus recherchiert und insbesondere hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, technischer Einbindung, Skalierbarkeit sowie vorhandener offener Schnittstellen und Steuerungsmöglichkeiten untersucht. Darauf aufbauend soll ein Ansatz für eine optimierte Speicherbewirtschaftung entwickelt werden, der Lade- und Entladeentscheidungen auf Basis von Strompreisen, Verbrauchsprofilen und gegebenenfalls Prognosen trifft. Die Arbeit soll damit aufzeigen, inwieweit Batteriespeicher in Mietshäusern einen wirtschaftlichen Beitrag zur Senkung von Stromkosten leisten können und welche technischen Voraussetzungen für eine praktische Umsetzung erforderlich sind.

Im Rahmen des Projektes MAS4TE wird ein lokaler Speichermarkt entwickelt, auf welchem nicht Energie, sondern das Recht Energie in einem virtualisierten Speicher zu speichern, gehandelt. Für diesen Markt müssen Haushalte ihre Zahlungsbereitschaft ermitteln. In der ausgeschriebenen Arbeit soll untersucht werden, welche Haushalte besonders stark von Speichern profitieren und was den Wert von Speichern für private Haushalte treibt.

Die Arbeit ermittelt den aktuellen Jahres‑Gasverbrauch von EFCO, erstellt stündliche Lastgänge und rechnet die Heizlast nach DIN EN 12831 rückwärts nach. Darauf aufbauend werden drei alternative Versorgungskonzepte entwickelt, die CO₂‑arme Energieträger, Speicher‑ und Umwandlungstechnologien sowie mögliche Klimatisierung für Sommerbetrieb integrieren. Für jede Variante werden Investitions‑ und Betriebskosten (CAPEX/OPEX), CO₂‑Emissionen und die Versorgungssicherheit systematisch bewertet und mit dem Ist‑Zustand verglichen. Die Ergebnisse geben EFCO eine fundierte Entscheidungsgrundlage zur Modernisierung der Wärme‑ und Kühlversorgung in den nächsten fünf Jahren.

Der Bearbeiter soll sich intensiv mit aktuellen HEMS-Systemen und deren Parametrierung (z.B. über die Eingabe von Preisschwellen und Verhaltensdaten) auseinandersetzen. Im Ergebnis sollen aus der Nutzung des Online-Tools individuelle Preisschwellen, verfügbare und nicht verfügbare Zeitfenster von HEMS-Nutzern und potenziellen HEMS-Nutzer ermittelt werden. Um insbesondere Studierenden die Spielteilnahme zu ermöglichen, sollen zudem typische USER-Profile mit unterschiedlichen Arbeits- und Lebenssituationen erarbeitet werden, die dann im Rahmen des Spiels von Studierenden genutzt werden können.

In dieser Abschlussarbeit betreiben Sie ein innovatives Reaktorsystem im Pilotmaßstab, das auf der Nutzung natürlicher Algen-Mischkulturen zur Abwasserreinigung basiert. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit dieser biologischen Systeme zu erfassen und zu bewerten, indem Sie regelmäßig Wasseranalysen durchführen und die Reduktionsraten von Mikroschadstoffen quantifizieren. Die Arbeit bietet die Möglichkeit, aktiv an der Weiterentwicklung nachhaltiger Verfahren der Wasser- und Umwelttechnik mitzuwirken.

In der Arbeit wird der Einfluss verschiedener Silierungsmethoden auf die Eignung diverser Pflanzen als Substrat für Biogasanlagen untersucht. Das Substrat wird in einem automatisierten Prozess auf sein Biogaspotenzial untersucht. Abhängig davon, ob Du das Thema in einer Bachelor- oder Masterarbeit bearbeiten möchtest, stehen weitere Vertiefungen des Themas zur Auswahl. Dies könnten z.B. das Scale-Up zu einem kontinuierlichen Prozess im Labormaßstab oder die Implementierung passender Analysemethoden sein.

Gesucht werden Studierende (Bachelor) für experimentelle Arbeiten zum Einfluss verschiedener Kohlenstoffquellen auf das Wachstum der extremophilen Mikroalge Galdieria sulphuraria in Standardmedium und industriellem Abwasser. Die Arbeit untersucht, wie organische (z. B. Glucose, Glycerin, Acetat) und anorganische (z. B. NaHCO₃, Na₂CO₃) Kohlenstoffquellen das Wachstum, die Biomassebildung und den pH-Verlauf beeinflussen. Ziel ist es, geeignete C-Quellen für den Einsatz in abwasserbasierten Kultivierungssystemen zu identifizieren.

Im Rahmen eines regionalen Verbundprojektes werden Pflanzen marginaler Böden sowie regionale Reststoffe als Substrat in der Biogasproduktion genutzt. Anschließend sollen Nährstoffe aus den entstehenden Gärprodukten zurückgewonnen werden. Um dies zu ermöglichen, sollen im Rahmen dieser Abschlussarbeit passende Methoden zur Fest-Flüssig-Separation etabliert werden.

Gesucht werden Studierende (Bachelor/Master) für experimentelle Arbeiten zur Proteinproduktion mit Mikroalgen. Die Tätigkeiten umfassen Kultivierung, Prozessoptimierung (z. B. C-Quellen, Wachstumsbedingungen) sowie analytische Untersuchungen zur Proteinquantifizierung und -qualität. Die Arbeiten sind praxisnah und eignen sich für Abschlussarbeiten oder Projektarbeiten im Bereich Biotechnologie/Mikrobiologie/Lebensmitteltechnologie.