Teilchenbeschleuniger ressourcenschonend betreiben

Ressourcenschonende Technologien für künftige Beschleuniger erforscht das KIT beispielsweise am Linearbeschleuniger FLUTE.
Ressourcenschonende Technologien für künftige Beschleuniger erforscht das KIT beispielsweise am Linearbeschleuniger FLUTE. – Bild: Markus Breig, KIT

Teilchenbeschleuniger kommen nicht nur in zahlreichen Forschungsfeldern zum Einsatz, sondern auch in industriellen Anwendungen und in der Medizin. Beispiele sind hier etwa die Materialprüfung oder in der Strahlentherapie. Doch der jährliche Energieverbrauch großer Anlagen kann mehrere Hundert Gigawattstunden (GWh) betragen, was in etwa dem Verbrauch mittelgroßer europäischer Städte entspricht. Das Projekt RF 2.0, an dem u.a. das KIT beteiligt ist, tritt an, dies zu ändern und den Energieverbrauch zu reduzieren.

Ziel: Beschleuniger mit erneuerbaren Energien betreiben

„Wir vereinen Fachwissen aus Physik und Energietechnologie. Unsere Vision ist es, Teilchenbeschleuniger sicher, stabil sowie vollständig mit erneuerbarer Energie zu betreiben, möglichst unabhängig vom öffentlichen Stromnetz und mit weniger Auswirkungen auf die Umwelt“, sagt Professor Giovanni De Carne vom Institut für Technische Physik des KIT. De Carne ist Projektkoordinator von RF 2.0 und hat das Projekt zusammen mit Professorin Anke-Susanne Müller, Leiterin des Instituts für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT, initiiert.

Realitätsnahe Tests

Ein Element des Projekts ist das Testfeld Kitten (KIT-Testfeld für Energieeffizienz und Netzstabilität in großen Forschungsinfrastrukturen) mit dem Forschungsbeschleuniger Kara und dem Energy Lab am KIT. „Diese Infrastruktur ermöglicht es uns, Energieeffizienz und Netzstabilität in großen Forschungsinfrastrukturen realitätsnah zu untersuchen und zu testen“, sagt De Carne. Aktuell läuft die Analysephase. „Eine Herausforderung ist, dass Teilchenbeschleuniger immer eine sehr hohe, konstante und störungsfreie Leistungsversorgung benötigen und bisher hinsichtlich der Spannungsqualitäten nicht flexibel sind. In unseren Tests versuchen wir Zusammenhänge zu verstehen, erstellen Mitigationsstrategien, also Ansätze, um negative Effekte und Kostenanalysen zu reduzieren, analysieren den CO2-Fußabdruck der Geräte und erstellen eine Nachhaltigkeitsmatrix.“

Darauf aufbauend wollen die Projektpartner im weiteren Verlauf energieeffizientere Technologien mit besserem Wirkungsgrad erarbeiten. Der Fokus liegt auf vier Bereichen: neue, hocheffiziente Komponenten; der Einsatz digitaler Lösungen für optimierte Betriebszeiten, beschleunigte Start- und Abschaltprozesse sowie zur Verbesserung des Designs und Betriebs; die Integration kohlenstoffarmer Technologien durch die Nutzung erneuerbarer Energien und Energiespeichersysteme sowie mehr Flexibilität im Energieverbrauch mithilfe dynamischer Überwachungs- und Kontrollsysteme.

Künstliche Intelligenz und digitale Zwillinge

In Demonstratorprojekten testen und validieren die Forschenden des KIT gemeinsam mit den Projektpartnern konkrete Ansätze unter realistischen Bedingungen. Beispielsweise arbeitet das Team daran, wie Beschleuniger mithilfe von KI effizienter und flexibler betrieben werden können können. „Zudem entwickeln wir einen digitalen Zwilling, um neue Energietechnologien künftig schneller validieren zu können“, erklärt De Carne.

Seiten: 1 2



  • Arbeitslosigkeit sinkt langsamer

    Arbeitslosigkeit sinkt langsamer

    Trotz des dritten Rückgangs in Folge verbleibt das IAB-Arbeitsmarktbarometer noch auf einem hohen Niveau. Einen größeren Rückschlag durch die vierte Pandemie-Welle erwarten die Experten des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung…

    mehr lesen: Arbeitslosigkeit sinkt langsamer

  • Diego Rapela wird CTO bei Auvesy

    Diego Rapela wird CTO bei Auvesy

    Zusätzlich zu CEO Dr. Tim Weckerle und COO Stefan Jesse wird zukünftig auch Dr. Diego Ricardo Rapela dem Auvesy-Management-Team angehören. Er übernimmt die neugeschaffene Position des Chief Technology Officers.

    mehr lesen: Diego Rapela wird CTO bei Auvesy

  • Keine Erholung beim Materialmangel

    Keine Erholung beim Materialmangel

    Nach einem leichten Rückgang im vergangenen Monat, hat sich der Materialmangel in der Industrie im November wieder verstärkt. Rund drei Viertel der Unternehmen klagen über Engpässe.

    mehr lesen: Keine Erholung beim Materialmangel

  • Exportindustrie mit verbesserten Erwartungen

    Exportindustrie mit verbesserten Erwartungen

    Nach einem Rückgang im Oktober haben sich die Exporterwartungen der deutschen Unternehmen im November wieder verbessert. Nach Angaben des Ifo Instituts erwarten dabei vor allem die Automobilindustrie und Hersteller elektrischer…

    mehr lesen: Exportindustrie mit verbesserten Erwartungen

  • Congatec und Sysgo gehen Partnerschaft ein

    Congatec und Sysgo gehen Partnerschaft ein

    Congatec gibt seine strategische Partnerschaft mit Sysgo bekannt. Ziel ist es, den Märkten für kritische Systeme – wie Industrieautomation, Medizintechnik, Smart Energy, Eisenbahn, kommerzielle und autonome Fahrzeuge oder Baumaschinen -…

    mehr lesen: Congatec und Sysgo gehen Partnerschaft ein

  • CAS und ELO kooperieren

    CAS und ELO kooperieren

    Enterprise Content Management und Customer Relationship Management näher aneinander rücken ist das Ziel der Kooperation zwischen ELO Digital Office und CAS Software.

    mehr lesen: CAS und ELO kooperieren

  • Fünf IT-Trends für 2022

    Fünf IT-Trends für 2022

    Auch 2022 werden sich die IT-Systeme von Unternehmen weiterentwickeln. Oliver Rozić, Vice President Product Engineering bei Sage, weiß wie und welche Trends dabei eine Rolle spielen könnten.

    mehr lesen: Fünf IT-Trends für 2022

  • Digitalisierungsschub überdauert die Pandemie

    Digitalisierungsschub überdauert die Pandemie

    Unternehmen gehen digital gestärkt ins dritte Corona-Jahr, so das Ergebnis einer Bitkom-Befragung unter 602 Unternehmen. Demnach will die große Mehrheit ihre Digitalisierungs-Projekte fortsetzen. Diese Aufbruchsstimmung müsse genutzt werden, so Bitkom-Präsident…

    mehr lesen: Digitalisierungsschub überdauert die Pandemie

  • Mittelmaß bei der Digitalisierung

    Mittelmaß bei der Digitalisierung

    Im internationalen Vergleich belegt Deutschland bei der Digitalisierung keine Spitzenposition, sondern tendiert eher zum Mittelfeld. So zumindest legt es eine Studie des Ifo Instituts nahe. Demnach sei nicht nur die…

    mehr lesen: Mittelmaß bei der Digitalisierung

  • Bauteilschwingungen Vorhersagen

    Bauteilschwingungen Vorhersagen

    Bauteilschwingungen, die bei vielen Fertigungsverfahren entstehen, führen oftmals dazu, dass die Oberfläche des Werkstücks beschädigt wird. Darüber hinaus sind sie ein Grund für erhöhten Werkzeugverschleiß. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT…

    mehr lesen: Bauteilschwingungen Vorhersagen

  • Neue General-Managerin bei DXC

    Neue General-Managerin bei DXC

    Jacqueline Fechner ist neue General-Managerin für die DACH-Region bei DXC Technology und soll künftig die Geschicke des IT-Dienstleisters in Deutschland, Österreich und der Schweiz verantworten.

    mehr lesen: Neue General-Managerin bei DXC

  • Chinesische Hackergruppen zielen auf Lieferketten ab

    Chinesische Hackergruppen zielen auf Lieferketten ab

    Ein Bericht von Venafi zeigt, dass chinesische Hacker-Gruppen gezielt Code Signing-Zertifikate für Angriffe auf Software Supply Chains einsetzen.

    mehr lesen: Chinesische Hackergruppen zielen auf Lieferketten ab