OptiPlant
Simulationsbasierte energetische Optimierung von Mini-PV-Anlagen (Balkonkraftwerken) für Urban Gardening-Anwendungen
Projektlaufzeit: 06/2022 - 12/2023
Urban Gardening und Photovoltaik werden in Zukunft immer wichtiger, da sie Lösungen für zwei drängende Probleme bieten: die zunehmende Urbanisierung und den Klimawandel. Urban Gardening ermöglicht es Menschen, in städtischen Gebieten eigenes Obst, Gemüse und Kräuter anzubauen, was zur Lebensmittelversorgung beiträgt und den CO2-Fußabdruck reduziert. Gleichzeitig liefert Photovoltaik erneuerbare Energie, um den Energiebedarf der städtischen Landwirtschaft zu decken und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.
Auf Basis eines zu entwickelnden Simulationsprogramms werden standortabhängig und für jede Balkonausrichtung spezifische Tagesganglinien berechnet. Berücksichtigt werden die durchschnittlichen Haushaltsverbrauche über den Tag hinweg, um den Tageszeitraum mit erhöhtem Überschuss an erzeugter Energie zu ermitteln. Die überschüssige Energie wird genutzt, um ein Hydroponik-System in einer Growbox zu versorgen. Das hydroponische System ermöglicht einen nachhaltigen Anbau von Pflanzen ohne den Einsatz von Erde und großen Wassermengen, auch in den Übergangsmonaten. Durch die Integration von Standortdaten und Verbrauchsprofilen ermöglicht das Simulationsprogramm eine effiziente Nutzung der von Mini-PV-Anlagen produzierten, überschüssigen Energie. Für die Datenerhebung des gewonnenen Stroms, sowohl in der Gegenwart als auch aus den vergangenen zwei Jahren, wird ein AgriPV-Versuchsaufbau (Dachterrasse Nieperbau) aus einem vorherigen Projekt genutzt. Mit geeigneter Sensorik wird das Hydroponik-System überwacht und das Pflanzenwachstum mit Pflanz-LEDs unterstützt.
Durch die nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien und die Implementierung ressourcenschonender Anbautechniken leistet das Projekt einen wissenschaftlich fundierten Beitrag für einen nachhaltigen und energieeffizienten Nutzpflanzenanbau in urbanen Umgebungen.
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph
Professur Industrielle Messtechnik
Telefon: +49 (0)341 3076 4150
E-Mail: mathias(dot)rudolph(at)htwk-leipzig.de
Team
B.Eng. Lena Strobl
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Telefon: +49 (0)341 3076 8723
E-Mail: lena(dot)strobl(at)htwk-leipzig.de
Förderung
ELSTATIK Stiftung (www.elstatik.de)