Prof. Dr.-Ing. Carsten Schönfelder

Lehr- und Forschungsgebiet Energie-Anlagen
Studienfachberater Computational Engineering und Design (Bachelor Studiengang)

Kontakt

Berliner Hochschule für Technik
Fachbereich VIII – Maschinenbau, Veranstaltungstechnik, Verfahrenstechnik
Haus Beuth, Raum A54 (52°32'43.8"N 13°21'04.9"E)
und Labore KEE, TVT/MVT, PRT, CAE
Luxemburger Str. 10
13353 Berlin
E-Mail: carsten.schoenfelder[at]bht-berlin.de
Telefon: +49 (0)30 4504-2817

Lehrveranstaltungen (Vorlesungen und Übungen)

• Grundlagen:
  • Thermodynamik und Wärmeübertragung (b-mb-y, b-ced); Wärmeübertragung und Strömungslehre (b-wiu); Thermodynamik und Energietechnik (b-wimb)
• Anwendungen (Energietechnik):
  • Hydraulik und Pneumatik (b-mb-y, b-bst); Pumpen, Verdichter und Antriebe (b-gevt)
  • Kraft- und Arbeitsmaschinen (b-mb-y); Motor- und Verdichtertechnik (b-mb-y); Kraftwerkstechnik (b-mb-y)
  • Angewandte Chemie; Wasserstofftechnik (b-mb-y); Solarthermie und Wärmepumpen (b-mb-y); Wind- und Wasserkraftanlagen (b-mb-y)
• Simulation, Methodik, Versuch:
  • Versuchstechnik (b-ced); Dynamische Simulation umwelttechnischer Anlagen (b-ced); Lösung simulationstechnischer Problemstellungen (b-ced)

In Klammern angegeben die Studiengänge. Die Unterlagen zu den Lehrveranstaltungen finden Sie im jeweiligen Moodle Kurs.

Sprechzeiten (nach Anmeldung)

• in der Vorlesungszeit im Wintersemester 2024/25: dienstags, 14 Uhr nach Voranmeldung per Mail
• oder allgemein: digital im jeweiligen Moodle Kurs oder persönlich per Webkonferenz nach Voranmeldung per Mail

Themenvorschläge Bachelor- und Masterarbeiten

Bei Interesse bitte per Email melden mit Anschreiben, Lebenslauf und Notenübersicht.

• Entwicklung angepasster Steuergerätefunktionen zur Regelung eines Verbrennungsmotors mit Wasserstoff als Brennstoff mit der Software Simulink und Codesys (mehrere theoretische Arbeiten zu vergeben)
• Aufbau und Anwendung einer modularen Simulationsumgebung für Energieanlagen in Matlab / Simulink (verschiedene Phasen)
• Inbetriebnahme und Dokumentation eines Hydraulik Lehrprüfstands und Konzeption von Übungsaufgaben
• Analyse und Bewertung von Energiebedarf und Heizungskonzepten von großen denkmalgeschützen Gebäudekomplexen
• Analyse und Bewertung eines dezentralen Lüftungsgeräts mit Wärmerückgewinnung für die Wohnungslüftung im Hinblick auf Nutzungsgrad und Schallemissionen (Simulation, Aufbau)
• Erstellung einer Wasserstoff-Erlebnislandschaft für die Lehre und für Veranstaltungen, von der Konstruktion einfacher Elektrolysezellen über ein Wasserstoff Kart bis zur Einbindung von Serienfahrzeugen (verschiedene Phasen)
• Auslegung, Konstruktion und Steuerung / Regelung eines 400 bar Wasserstoffverdichters (Auslegung, Aufbau, Steuerung; vgl. Linde)
• Erstellung eines Konzepts zur Codegenerierung für die Steuerung von Energieanlagen mittels Matlab/Simulink und Arduino/SPS Plattform (Computer / Testaufbau)
• Myth Busting von im Internet präsentierten Energiemaschinen (wahlweise, Aufbau und Vermessung, Youtube Video), genaues Thema ist jeweils zu klären.

laufende und abgeschlossene Themen (Auswahl)

• Strömungsanalyse von Reduzierstücken vor zweiflutigen Pumpen mittels ANSYS-Fluent im Vergleich zu Empfehlungen der Ansi/HI9.6.6-2022
• Experimentelle Bestimmung der Druckverluste eines PEM-Elektrolysestacks für die Konzeptionierung eines Elektrolysestack-Teststands
• Auslegung, Simulation und Steuerung / Regelung eines 400 bar Wasserstoffverdichters unter Verwendung und Erweiterung einer modularen Simulationsumgebung
• Experimentelle Untersuchung verschiedener anodischer Reaktionen für Elektrolyseure mit Anionenaustauschmembran
• Erstellung eines „Digitalen Zwillings“ für die KEE-Anlage Solarkollektor
• Modellierung und Test eines Digitalen Zwillings einer Kompressionswärmepumpenanlage in Simulink
• Bewertung von Möglichkeiten zur sektorgekoppelten Speicherung überschüssiger, elektrischer Energie als Alternative zur Einspeisung
• Untersuchung der ökologischen und wirtschaftlichen Aspekte der Stromversorgung von autarken Baustelleneinrichtungen
• Aufzeigen des ökonomischen und ökologischen Nutzens von durch Silyzerproduktion und -prüfung verfügbar werdenden Wasserstoff im Abgleich der Konzernzielvorgaben am Siemens Energy-Standort
• Numerische Modellierung des Druckverlaufs, elektrochemischen und thermischen Verhaltens von PEM-Elektrolysezellen.
• Variantenevaluation Prototyping zur Brennstoffzellen Stack-Bestückung des Produktes Picea der Firma HPS
• Simulationsbasierte Entwicklung eines beschleunigten Alterungsstresstests zur Degradationsanalyse der kathodenseitigen Katalysatorschicht von PEM-Brennstoffzellen
• Betrachtung einer Wärmeübertragungsanlage im Kontext mit Power-to-X Verfahren für den CO2-freien Betrieb
• Systemsimulation und Machbarkeitsanalyse der IT-Abwärmenutzung im Combined-Heat-and-Compute-Prozess
• Machbarkeitsstudie einer Sektorenkopplung und Energiespeicherung zwischen Windpark und Biogasanlage
• Methodische Analyse und computergestützte Optimierung der Spitzenlasten am Standort Huttenstraße des Siemens Gasturbinenwerks
• Validierung der thermischen Kompensation undAutomatisierung einer taktilen Prüfung an einer Karusselldrehmaschine
• Entwicklung einer automatisierten Schnittstellenprüfung in der Qualitätsendkontrolle von neuartigen Hochspannungsschaltanlagen für Offshore-Windkraftanlagen.
• Die Reduzierung von SF6 im Höchstspannungsnetz durch den Einsatz der Vakuum-Schaltertechnologie
• Ökologische und wirtschaftliche Bewertung einer DEC-Lüftungsanlage mittels Prozesssimulierung
• Entwicklung und Validierung eines neuronalen Netzwerks zur Simulation einer Adsorptionskältemaschine
• Machbarkeitsanalyse für energieeffizientes Wärmemanagement von elektronischen Bauteilen im Automobilsektor mittels Adsorptionstechnik
• Techno-ökonomischer Vergleich der nachhaltigen Erzeugung von Wasserstoff mittels Power-to-Gas-Anlagen in Deutschland und Nordafrika
• Planung, Auslegung und Bewertung eines Austausch-BHKWs in einer Wohnanlage mit 200 Wohneinheiten

Veröffentlichungen (Auswahl)

• Marcel Springmann (Hrsg.), "Methoden des Fortschritts III", Veröffentlichungsreihe des Fachbereichs VIII Maschinenbau, Veranstaltungstechnik, Verfahrenstechnik der Berliner Hochschule für Technik, Shaker Verlag, Düren, 2023 ISBN: 9783844091120, https://www.shaker.de/de/content/catalogue/index.asp?lang=de&ID=8&ISBN=978-3-8440-9112-0
  • Schönfelder, C.: „Freie und offene, modulare Simulationsumgebung für energie-, umwelt- und verfahrenstechnische Anlagen“
  • Schönfelder, C.: „Praxisnahe Simulationsübungen in der Lehrveranstaltung „Hydraulik und Pneumatik“ mit der Software DSHplus“
  • Geike, T.; Hühns, T., Lee, J.-H.; Schönfelder, C.: „Zwei Jahre digitale Klausuren in technischen Fächern – Erfahrungen und Empfehlungen“
• Schönfelder, Carsten: „Calibration of modern combustion engines – advantage by technology”, Automotive Colloquium HTW Dresden, 2011
• Schönfelder, Carsten; Schloßer, Axel; Pischinger, Stefan; Hinkelbein, Jan; Sandmann, Guido: „Modellbasierte Methoden zur Bedatung moderner Steuergeräte: Beispiel Diesel Abgasnachbehandlung“, 16. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik 2007, Aachen
• Schönfelder, Carsten: „Optimierung von Luftversorgungseinheiten für Brennstoffzellensysteme in Fahrzeugantrieben”, Dissertation, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen Aachen, RWTH Aachen, 2007
• Pischinger, S.; Schönfelder, C.; Ogrzewalla, J.: “Analysis of Dynamic Requirements for Fuel Cell Systems for Vehicle Applications“, Journal of power sources154, Issue 2, 21.03.2006, S. 420–427, Selected papers, 9. Ulmer ElectroChemical Talks (UECT), 17.-18.5.2004, Neu-Ulm
• Sjöstedt, Carl-Johan; Chen, De-Jiu; Prenninger, Peter; Faye, Ian; Hülshorst, Thomas; Kells, Ashley; Harkness, Ian; Schönfelder, Carsten: „Virtual component testing for PEM fuel cell systems – an efficient, high quality and safe approach for suppliers and OEM´s“, 3rd European Fuel Cell Forum 2005, Switzerland, Jul. 2005, NFCCPP project
• Pischinger, S.; Schönfelder, C.; Steidten, Th.: „Verdichter-/Expandereinheiten für mobile Brennstoffzellensysteme mit hohem Systemwirkungsgrad“, Abschlussbericht, FVV Vorhaben Nr. 067590 (AIF –Nr. 12614N/1), Heft R 519 (2003), Hefte sind erhältlich beim VDMA, Frankfurt; MTZ
• Pischinger, S.; Lang, O.: „Air-supply components“, Handbook of Fuel Cells – Fundamentals, Technology and Applications“, Volume 4, Part 2, pp 727–741, Edited by Wolf Vielstich, Arnold Lamm, Hubert A. Gasteiger, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, 2003, ISBN: 0-471-49926-9
• Dietrich, P.; Büchi, F.; Tsukada, A.; Bärtschi, M.; Kötz, R.; Scherer, G. G.; Rodatz, P.; Garcia, O.; Ruge, M.; Wollenberg, M.; Lück, P.; Wiartalla, A.; Schönfelder, C.; Schneuwly, A.; Barrad, P.: „Hy.Power—A technology platform combining a fuel cell system and a supercapacitor“, Handbook of Fuel Cells – Fundamentals, Technology and Applications, Volume 4, Part 11, pp. 1184–1198, Edited by Wolf Vielstich, Arnold Lamm, Hubert A. Gasteiger, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, 2003, ISBN: 0-471-49926-9
• Schönfelder, C.: „Erstellung und Test eines Simulationsmodells zur Analyse des dynamischen Verhaltens eines mit Methanol betriebenen Brennstoffzellensystems im Fahrzeug“, Diplomarbeit, DaimlerChrysler AG, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen, RWTH Aachen, 2000
• Schönfelder, C.: „Determination of a particulate number for a direct injection diesel engine“, Studienarbeit, Institut Francais du Pétrole, Rueil-Malmaison, Frankreich, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen, RWTH Aachen, März 1999
• Schönfelder, C.: „Programmbausteine für ein PIV-Auswertesystem“, Studienarbeit, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen, RWTH Aachen, Februar 1998

Prof. Dr.-Ing. Carsten Schönfelder

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