Lawson criterion for ignition exceeded in an inertial fusion experiment

For more than half a century, researchers around the world have been engaged in attempts to achieve fusion ignition as a proof of principle of various fusion concepts. Following the Lawson criterion, an ignited plasma is one where the fusion heating power is high enough to overcome all the physical processes that cool the fusion plasma, creating a positive thermodynamic feedback loop with rapidly increasing temperature. In inertially confined fusion, ignition is a state where the fusion plasma can begin "burn propagation" into surrounding cold fuel, enabling the possibility of high energy gain. While "scientific breakeven" (i.e., unity target gain) has not yet been achieved (here target gain is 0.72, 1.37 MJ of fusion for 1.92 MJ of laser energy), this Letter reports the first controlled fusion experiment, using laser indirect drive, on the National Ignition Facility to produce capsule gain (here 5.8) and reach ignition by nine different formulations of the Lawson criterion

Electric street

Im Projekt wurde ein möglicher Beitrag der Straßeninfrastruktur zur Energiewende untersucht. Zentrale Fragestellung war, inwieweit eine Bündelung von Stromtraßen und Straßeninfrastruktur bei der Umsetzung des stockenden Netzausbaus helfen kann. Ein Verzögerungsgrund des Netzausbaus ist die fehlende Akzeptanz neuer Stromtrassen. Zur Akzeptanzverbesserung werden eine höhere Transparenz und eine stärkere Partizipation der vom Netzausbau Betroffenen angestrebt. Darüber hinaus sollten in sensiblen Fällen Alternativen (Verlauf, Erdkabel) angeboten werden. Entsprechende Mehrkosten können den Kosten eines Engpasses gegenübergestellt werden. Genehmigungsbehörden sollten daher Alternativenuntersuchungen bindend vorschlagen können. Eine Akzeptanz erhöhende Bündelung von Stromtrassen mit der Autobahn, in Form von parallelen Freileitungstraßen ist bereits Praxis. Ein möglicher Einsatz von Erdkabeln im direkten Straßenumfeld ist nur eingeschränkt zu empfehlen. Eine offene Verlegung unter der Autobahn oder dem Seitenstreifen bietet überwiegend Nachteile. Demgegenüber bietet die Verlegung von Erdkabeln in Tunneln mehrere Vorteile. Durch das Verlegeverfahren des gesteuerten Rohrvortriebes lassen sich eingriffsarm Kabeltunnel unter der Autobahn installieren, die im Fehlerfall ohne Beeinträchtigungen des Verkehrs begangen werden können. Durch die unterirdische Nutzung bereits versiegelter Flächen sind geringe Umweltbeeinflussungen zu erwarten, die zu höherer Akzeptanz und kürzeren Genehmigungsverfahren führen sollten. Als neue Herangehensweise sind technische Bedenken vonseiten des Straßenbaus sowie Konflikte in deren Regelwerken zu vermuten. Daher sollte diese Kombination mit Straßeninfrastruktur (Kabeltunnel) auf deren Durchführbarkeit hin näher untersucht werden. Weiterhin bieten sich als mögliche Forschungsfelder das "Solar Roadways"-Konzept aus den USA sowie die Erforschung einer dynamischen Ladung von Elektromobilen über induktiven Ladeschleifen im Straßenbelag an.The aim of this project is to evaluate the potential contribution of the road infrastructure to the "Energiewende". The main task is, to determine to what extend a combination of electricity lines and road infrastructure can help to promote the delayed grid extension. One reason for this delayed grid extension is the missing acceptance for new electricity lines. To raise this acceptance it is suggested raise transparency and to strengthen the participation of the affected. Furthermore, alternatives (route of the overhead line, underground cables) should be offered in sensitive cases. Corresponding additional costs can be compared to the costs of a bottleneck in the grid. Approving authorities therefore should prescribe to examine alternatives. An acceptance raising combination of electricity lines and freeways in the form of parallel overhead lines already is common practice. An application of underground cables in the close road-environment cannot be unreservedly recommended. An open installation underneath or besides freeways holds predominantly disadvantages. In contrast, solutions with underground cables in tunnels hold some advantages. The drift-controlled installation process of tubes allows to install cable tunnels underneath freeways without interference of the traffic, which can be walked through in the case of an error. The installation underneath of already sealed surfaces, smaller environmental impacts are to be expected, which should lead to higher acceptance and faster licensing procedures. This new approach may raise technical concerns by the road building authority and may contain conflicts with their guidelines. Therefore, this combination of cable tunnels and road infrastructure should be reviewed regarding applicability. Future research areas could be the concept of "solar roadways" from the USA as well as the research in dynamic inductive charging of electro cars by charging-circuits in the road pavement

Regelleistung aus Blockheizkraftwerken : Treiber, Potenziale und Hemmnisse

Die Wahrung der Systemsicherheit muss perspektivisch von konventionellen Kraftwerken auf regenerative Energien und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) verlagert werden. Diese sollen zukünftig Systemdienstleistungen übernehmen, um in zunehmendem Maße fluktuierende erneuerbare Energien (FEE) zu integrieren. Deutschland strebt an, im Jahr 2020 ein Viertel der elektrischen Energie aus KWK-Anlagen zu erzeugen. Damit werden diese Anlagen einen wesentlichen Teil der regelbaren Stromerzeugung ausmachen. Insbesondere die Erzeugung in dezentralen Blockheizkraftwerken (BHKW) wird zunehmen. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob dezentrale Anlagen überhaupt nennenswert zur Systemstabilität beitragen können

Smart Bioenergy Concept – Aufgaben der Bioenergie im Energiesystem der Zukunft

Bioenergie kann einen substanziellen Beitrag zu den angestrebten Wirtschaftssystemen leisten, wenn die neuen Systemanforderungen aus Energiewende- und Klimaschutzbestrebungen aufgenommen werden. Notwendige Elemente für smarte Bioenergiekonzepte sind in der Untersuchung, Entwicklung und Demonstration. Neben der weiteren Entwicklung und Erprobung in Deutschland ist der internationale Transfer der Konzepte und Technologien eine weitere wichtige Maßnahme. Denn im globalen Kontext hat Biomasse als Energieträger einen sehr hohen Stellenwert – mit vielfach noch ineffizienten und emissionsreichen Technologien. Zentrale Schwierigkeit für die Weiterentwicklung in Deutschland sind zum einen die kontroversen Erwartungen an die künftige Rolle der Bioenergie, die sich auch in einer sehr großen Szenarienvielfalt für die langfristige Nutzung der Bioenergie widerspiegeln; hier ist die Interessengruppen-übergreifenden Erarbeitung einer besser abgestimmten Langfriststrategie für Biomasse dringend notwendig

Eignung von KWK und Wärmepumpen zum Ausgleich der flukturierenden Stromerzeugung (FEE): Eine energiewirtschaftliche Betrachtung

Die Umsetzung des Energiekonzepts der Bundesregierung wird dazu führen, dass bei zukünftig sehr hohen Anteilen von Strom aus fluktuierender erneuerbarer Erzeugung (= FEE) Stunden auftreten werden, in denen bereits das Dargebot der FEE die Last im bundesdeutschen Stromnetz übersteigen wird. Dies wirft die Frage auf, wie groß diese Überschüsse sein werden, wann sie tendenziell auftreten und wie mit ihnen umgegangen werden soll. Im hier vorliegenden Artikel soll der Forschungsbedarf in Bezug auf den Einsatz von Wärmepumpen als Gebäudeheizsystemen und Elektroheizkesseln in KWK-basierten Wärmenetzen als 'Stromsenken' zur Nutzung dieser Überschussmengen untersucht werden