Patrick Schwingruber, Maschinentechnik-Student und Bioenergie-Forscher

Patrick Schwingruber hatte schon früh ein Flair für Technik und erneuerbare Energien. Mit einem Studium an der Hochschule Luzern bereitet er sich auf eine vielversprechende Laufbahn als Ingenieur vor.

Patrick Schwingruber, angehender Ingenieur

Patrick Schwingruber, angehender Ingenier im Bereich Erneuerbare Energien. «Ich glaube, dass diese Energieform in Zukunft noch wichtiger wird und sich auf diesem Gebiet vielfältige Tätigkeitsfelder für Ingenieure öffnen.» Bild: Hochschule Luzern

Ich habe schon immer gern mit Holz gearbeitet, denn mein Vater ist Schreiner und natürlich war ich als Kind oft in seiner Werkstatt. Dass ich später einmal eine Studienarbeit über die energetische Nutzung dieses Rohstoffs schreiben würde, konnte ich damals natürlich noch nicht ahnen. Als Teenager wuchs meine Begeisterung für Technik und Motoren. Natürlich war ich ein «Töffli-Bueb» und verbrachte Stunden in der Garage, um den Motor meines Mofas zu zerlegen, ihn ein wenig zu frisieren und dann wieder zusammenzusetzen. Am Gymnasium an der Kantonsschule Willisau merkte ich bald, dass ich stark in Mathematik und Physik bin. Deshalb entschloss ich mich, nach der Matura ein Ingenieurstudium zu beginnen. Ich besuchte Schnuppertage an der ETH Zürich und an der Hochschule Luzern Technik & Architektur (HSLU-T&A). Schliesslich entschied ich mich für die Fachhochschule in Luzern, weil das Studium etwas praxisorientierter und weniger anonym ist.

Praxiserfahrung in der Werkstatt

Damit ich das Studium überhaupt beginnen konnte, musste ich ein dreimonatiges Praktikum in einem Technikbetrieb absolvieren. Bei der «Müller Martini Maschinen & Anlagen AG» in Hasle arbeitete ich in der Werkstatt, fertigte Werkstücke mit CNC-Maschinen oder schweisste Blechkonstruktionen zusammen. Das war sehr spannend, denn ich sah die ganze Wertschöpfungskette der blechbearbeitenden Fertigung von der Arbeitsvorbereitung über die Produktion bis zur Vormontage von Baugruppen. Später konnte ich dann während den Semesterferien gelegentlich auch als Monteur für andere Unternehmen arbeiten, um etwas Geld zu verdienen.

Patrick Schwingruber arbeitet zusätzlich zum Masterstudium an der Hochschule Luzern in der Forschungsgruppe Bioenergie. Schon im Bachelorstudium hat er sich in Richtung Erneuerbare Energien spezialisiert. Bild: Hochschule Luzern

Das Bachelorstudium in Maschinentechnik an der HSLU ist sehr breit und umfasst Themen wie Mechanik, Produktentwicklung, Thermo- und Fluiddynamik, Verfahrens- und Umwelttechnik sowie Prozess- und Systemsteuerung. Im letzten Jahr spezialisieren sich die Studierenden auf eine bestimmte Vertiefungsrichtung. Ich wollte unbedingt etwas mit Erneuerbaren Energien machen. Denn ich glaube, dass diese Energieform in Zukunft noch wichtiger wird und sich auf diesem Gebiet vielfältige Tätigkeitsfelder für Ingenieure öffnen. Energiegewinnung aus Biomasse, zu welcher auch Holz gehört, nimmt dabei eine Sonderrolle ein. Denn sie ist heute mit einem Anteil von rund zehn Prozent am Weltenergieverbrauch der wichtigste erneuerbare Energieträger überhaupt. Gemeinsam mit einem Studienkollegen habe ich deshalb eine Arbeit über die Wärme-Kraft-Kopplung bei der Verbrennung von Holzpellets, also klein gepressten Holzstäbchen, geschrieben. Dabei haben wir ein Mini-Blockheizkraftwerk auf Herz und Nieren getestet. Das ist eine Heizung, die neben Wärme gleich auch noch Strom für den Haushalt liefert. Wir beschrieben die Funktionsweise des Geräts, bestimmten den Wirkungsgrad und analysierten die Schadstoffemissionen. Zudem berechneten wir, ob die Anschaffungskosten langfristig über das Einsparen von Strom und Erdöl gedeckt werden können. Das war eine tolle Arbeit! Nur das wissenschaftliche Schreiben hat uns manchmal ein wenig Kopfweh bereitet. Doch auch damit kamen wir zurecht. Am Ende umfasste unser Bericht immerhin über 60 Seiten.

Auf der Suche nach der optimalen Mischung

In der Forschungsgruppe Bioenergie optimiert Patrick Schwingruber die Mischung von Verbrennungsgasen und Luft bei industriellen Holzfeuerungen. Denn je besser dieses Gemisch eingestellt ist, desto besser ist auch der Wirkungsgrad und kleiner sind die Emissionen. «Wir arbeiten dabei einerseits mit numerischen Strömungsberechnungen und andererseits experimentieren wir aber auch mit kleinen, nachgebauten Modellen der Feuerungen.» Bild: Hochschule Luzern

Nach dem Bachelor bot mir die Hochschule Luzern an, zusätzlich zum Masterstudium 50 Prozent in der Forschungsgruppe Bioenergie zu arbeiten. Dort optimiere ich aktuell die Mischung von Verbrennungsgasen und Luft bei industriellen Holzfeuerungen. Denn je besser dieses Gemisch eingestellt ist, desto besser ist auch der energetische Wirkungsgrad und kleiner sind die umweltschädlichen Emissionen. Wir arbeiten dabei einerseits mit numerischen Strömungsberechnungen am Computer. Andererseits experimentieren wir aber auch mit kleinen, nachgebauten Modellen der Feuerungen. Diese untersuchen wir dann mittels «Particle Image Velocimetry» (PIV). Mit dieser Methode können wir über Laser und Hochgeschwindigkeitskameras Bilder von Gasströmungen erstellen. Diese geben uns Aufschluss über die Zusammensetzung und Mischung der Strömungen in der realen Feuerung. Im Januar werde ich mein Masterstudium voraussichtlich abschliessen. Dann will ich erst einmal für zwei Monate in den USA und in Kanada reisen, um den Kopf nach dem Studium ein wenig zu «lüften». Und danach freue ich mich auf meine erste anspruchsvolle Ingenieursstelle im Bereich der Erneuerbaren Energien.

Text: SATW / Samuel Schläfli
Quelle: Technoscope 2/14: Rohstoff Holz. Technoscope ist das Technikmagazin der SATW für Jugendliche

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