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



  • Onoff eröffnet neuen Standort

    Onoff eröffnet neuen Standort

    Die Onoff AG eröffnet einen Standort in Erlangen und will damit zukünftig auch den Bereich digitales Engineering mit Echtzeitsimulation bedienen.

    mehr lesen: Onoff eröffnet neuen Standort

  • PWC-Studie ‚Digital Trust Insights 2022‘

    PWC-Studie ‚Digital Trust Insights 2022‘

    Vier von fünf IT-Führungskräften in Deutschland sehen die Komplexität in ihren Unternehmen laut einer PWC-Studie auf einem zu hohen Level. Dies führe wiederum zu Risiken für die Bereiche Cybersicherheit und…

    mehr lesen: PWC-Studie ‚Digital Trust Insights 2022‘

  • Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

    Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

    Im September ist die Richtlinie VDI-EE 4300 Blatt 14 ‚Messen von Innenraumluftverunreinigungen – Anforderungen an mobile Luftreiniger zur Reduktion der aerosolgebundenen Übertragung von Infektionskrankheiten‘ erschienen.

    mehr lesen: Mobile Luftreinigungsgeräte auf Wirksamkeit prüfen

  • FontOnLake attackiert Linux-Systeme

    FontOnLake attackiert Linux-Systeme

    ESET-Forscher sind einer Malware-Familie auf die Schliche gekommen, die es gezielt auf Linux-Betriebssysteme abgesehen hat.

    mehr lesen: FontOnLake attackiert Linux-Systeme

  • Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

    Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

    Die It-sa 2021, Treffpunkt für IT-Sicherheitsexperten und -entscheider, wurde von 274 Ausstellern aus 18 Ländern und rund 5.200 Fachbesuchern aus 28 Ländern wieder nach dem Corona bedingten Aussetzen im vergangenen…

    mehr lesen: Großes Wiedersehen auf der It-sa 2021

  • Die Lieferkette im Visier von Hackern

    Die Lieferkette im Visier von Hackern

    Die Allianz geht davon aus, dass sich Ransomware-Angriffe vermehrt gegen Lieferketten richten könnten. Der Versicherer sieht dabei hauptsächlich IT-Dienstleister im Visier von Hackern. Und auch die Höhe der Lösegeldforderungen steigt.

    mehr lesen: Die Lieferkette im Visier von Hackern

  • Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

    Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

    Mit Oliver Gronau als CCO stößt ein weiteres Mitglied zum Management-Team des Datenmanagement-Spezialisten Auvesy, das zukünftig aus Tim Weckerle (CEO), Stefan Jesse (COO) und Oliver Gronau in der neugeschaffenen Position…

    mehr lesen: Oliver Gronau wird CCO bei Auvesy

  • Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

    Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

    Die Richtlinie VDI-MT 6602 Blatt 2 ‚Projektingenieur in Projekten mit Entwicklungspartnern – Anforderungen an die Qualifizierung‘ ist Anforderungsprofil für in der Praxis tätige Ingenieure und Projektingenieure, die ihre Fähigkeiten für…

    mehr lesen: Wie Projektingenieure mit Entwicklungspartnern kooperieren

  • IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

    IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

    Der Markt für IT-Sicherheit in Deutschland wächst ungebrochen. Das bisherige Rekordjahr 2020 könnte in diesem Jahr nochmals übertroffen werden. So geht der Digitalverband Bitkom von einem Plus von 9,7 Prozent…

    mehr lesen: IT-Sicherheitsmarkt vor Umsatzrekord

  • Zuliefermesse für den Maschinenbau

    Zuliefermesse für den Maschinenbau

    In Bad Salzuflen findet am 10. November die FBM statt. Bereits im Vorfeld der Messe können Unternehmen über eine Matchmaking-Plattform feste Termine mit den Ausstellern buchen.

    mehr lesen: Zuliefermesse für den Maschinenbau

  • Umsatzprognose auf Höchststand

    Umsatzprognose auf Höchststand

    Im neuen PWC-Maschinenbaubarormeter blicken mehr als die Hälfte der Unternehmen zwar optimistisch in die Zukunft. Im Vergleich zum Vorquartal ist dieser Wert jedoch zurückgegangen.

    mehr lesen: Umsatzprognose auf Höchststand

  • Produktionserwartungen steigen im September

    Produktionserwartungen steigen im September

    Die Produktionsaussichten in der Industrie haben im September zugelegt. Dabei werden die Pläne der Unternehmen von den derzeitigen Materialengpässen gebremst.

    mehr lesen: Produktionserwartungen steigen im September