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Forscher entwickelt Solarkollektor in Lungenform
Am Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE) wurde ein neuartiger Solarkollektor entwickelt, der einen sehr viel höheren Wirkungsgrad als bisherige Modelle aufweist. Das teilte das ISE der Presse mit. Dafür erhielt Dr. Michael Hermann, Promotionsstipendiat der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) und wissenschaftlicher Mitarbeiter am ISE, jetzt den internationalen Bionic Award.
Die Energieeffizienz von Solarkollektoren und anderen Wärmetauschern hängt sehr stark davon ab, wie gleichmäßig ihre Kanäle vom Wärmeträgermedium durchströmt werden, denn bei ungleichmäßiger Strömung erhöht sich der Druckverlust und damit der Energiebedarf für die Pumpe. Normalerweise werden die Leitungen geometrisch-regelmäßig durch die Kollektorfläche geführt. Hermann probierte jedoch neue Formen aus, die er der Natur abgeschaut hat. Er nahm sich die menschlichen Blutgefäße und Blattstrukturen zum Vorbild, denn auch hier sind gleichmäßige Strömung und Druck von großer Bedeutung.
Die Natur bildet hierfür aber weder serielle noch parallele, sondern meist mehrfach verzweigte Strukturen, die mathematisch als Fraktale beschrieben werden können. Hermann griff diese Idee auf und entwickelte einen Algorithmus, der diese natürlichen Strukturen auf die Technik überträgt. Damit kann er für eine vorgegebene Fläche die geeignete Struktur der Leitungen errechnen, nachdem der Ein- und Austrittspunkts für die Wärmetauscherflüssigkeit festgelegt wurde. Erste Messungen ergaben: Die Adermodelle von Hermann weisen geringere Druckverluste und eine gleichmäßigere Durchströmung als herkömmliche Solarkollektoren auf.
Zusammen mit dem "Bionic Award" bekommt Hermann 10.000 Euro. "Bionik" bezeichnet eine ingenieurwissenschaftliche Richtung, die erfolgreiche Modelle aus der Natur studiert und in Technik umsetzt. "Bionik" ist dabei ein aus "Biologie" und "Technik" zusammen gesetztes Kunstwort. Die Preisverleihung fand im Rahmen des Bionik-Wirtschaftsforums statt, das gemeinsam veranstaltet wird vom Berliner Bionik-Kompetenz-Netz (BIOKON), dem Internationalen Bionik-Zentrum – Stiftung für Bionik in München, dem regionalen Bionik-Netzwerk Biomimetik aus Baden-Württemberg, dem Bionik-Innovations-Centrum der Hochschule Bremen, dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) und der DBU.
Die Energieeffizienz von Solarkollektoren und anderen Wärmetauschern hängt sehr stark davon ab, wie gleichmäßig ihre Kanäle vom Wärmeträgermedium durchströmt werden, denn bei ungleichmäßiger Strömung erhöht sich der Druckverlust und damit der Energiebedarf für die Pumpe. Normalerweise werden die Leitungen geometrisch-regelmäßig durch die Kollektorfläche geführt. Hermann probierte jedoch neue Formen aus, die er der Natur abgeschaut hat. Er nahm sich die menschlichen Blutgefäße und Blattstrukturen zum Vorbild, denn auch hier sind gleichmäßige Strömung und Druck von großer Bedeutung.
Die Natur bildet hierfür aber weder serielle noch parallele, sondern meist mehrfach verzweigte Strukturen, die mathematisch als Fraktale beschrieben werden können. Hermann griff diese Idee auf und entwickelte einen Algorithmus, der diese natürlichen Strukturen auf die Technik überträgt. Damit kann er für eine vorgegebene Fläche die geeignete Struktur der Leitungen errechnen, nachdem der Ein- und Austrittspunkts für die Wärmetauscherflüssigkeit festgelegt wurde. Erste Messungen ergaben: Die Adermodelle von Hermann weisen geringere Druckverluste und eine gleichmäßigere Durchströmung als herkömmliche Solarkollektoren auf.
Zusammen mit dem "Bionic Award" bekommt Hermann 10.000 Euro. "Bionik" bezeichnet eine ingenieurwissenschaftliche Richtung, die erfolgreiche Modelle aus der Natur studiert und in Technik umsetzt. "Bionik" ist dabei ein aus "Biologie" und "Technik" zusammen gesetztes Kunstwort. Die Preisverleihung fand im Rahmen des Bionik-Wirtschaftsforums statt, das gemeinsam veranstaltet wird vom Berliner Bionik-Kompetenz-Netz (BIOKON), dem Internationalen Bionik-Zentrum – Stiftung für Bionik in München, dem regionalen Bionik-Netzwerk Biomimetik aus Baden-Württemberg, dem Bionik-Innovations-Centrum der Hochschule Bremen, dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) und der DBU.
