Bei der Erzeugung, Speicherung und Übertragung von Energie treten elektromagnetische, thermische, mechanische, strömungsmechanische und elektrochemische Prozesse auf, die sich gegenseitig beeinflussen können. Viele dieser Wechselwirkungen lassen sich experimentell nur mit hohem Aufwand untersuchen und machen eine isolierte Betrachtung einzelner physikalischer Effekte schwierig bis unmöglich.

Anhand konkreter Industriebeispiele zeigen wir, wie Multiphysik-Simulation eingesetzt wird, um diese Zusammenhänge zu verstehen und neue Energietechnologien zu entwickeln und zu optimieren. Die Anwendungen reichen von der Energieerzeugung über unterschiedliche Speicher- und Umwandlungstechnologien bis hin zu Hochspannungskomponenten für die Energieübertragung. Dabei wird deutlich, wie Simulation dazu beitragen kann, Verluste und thermische Belastungen vorherzusagen, Designs virtuell zu untersuchen und Zuverlässigkeit und Effizienz bereits während der Entwicklung zu berücksichtigen.

Die drei/vier konkreten Beispiele kommen von STEP Fusion (ein britisches Programm zum Bau eines Fusionskraftwerks bis zum Jahr 2040), Toyota (Brennstoffzellentechnologie) und/oder Polar Nights Energy (Innovative Wärmespeicher im Sand), sowie Pinggao Group (Hochspannungsinfrastruktur in China) und/oder Vattenfall (Kabelbeispiel).

Für den Workshop nehmen wir dann ein konkretes Beispiel aus der Energieinfrastruktur, nämlich eine Stromschiene, und zeigen daran den Workflow der Problemlösung mit Multiphysiksimulation.