Energie & Elektrotechnik

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Weiterentwicklung der Wärmepumpen-Ampel

Regionale Wärmepumpen-Potenziale und ein Einzelgebäude-Rechner. +++ Wärmepumpen-Ampel, ein Online-Informationsangebot der FfE (Forschungsstelle für Energiewirtschaft), wurde umfangreich weiterentwickelt +++ Die aktualisierte Web-site bietet ab sofort neue Funktionen, die das Potenzial unterschiedlicher Wärmepum-pen-Technologien für Wohngebäude in Deutschland aufzeigen +++ Die Wärmepumpen-Ampel wurde im September 2022 veröffentlicht. Das gleichnamige Modell ermittelt auf Basis frei verfügbarer Daten deutschlandweit und gebäudescharf, ob Wohngebäude im Bestand mit Wärmepumpen versorgt werden können. Über ganz Deutschland hinweg beträgt das Potenzial für die untersuchten Technologien Luft-Wärmepumpe, Erdsonden-Wärmepumpe, Erdkollektor-Wärmepumpe und…

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KI designt nachhaltigen Stromspeicher

Auf Basis des 2020 für die Stromspeicherung nutzbar gemachten Vanillins entsteht in einem internationalen Projekt nun ein mit KI optimierter Prototyp eines umweltverträglichen Stromspeichers. Als „bahnbrechenden Erfolg im Bereich nachhaltiger Energiespeicher-Technologien“ bezeichnete Stefan Spirk vom Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik der TU Graz im Jahr 2020 die Forschungsleistung, mit der es ihm und seinem Team gelungen war, Redox-Flow-Batterien umweltfreundlicher zu machen (https://www.tugraz.at/tu-graz/universitaet/klimaneutrale-tu-graz/einzelansicht/a…). Sie hatten die redoxaktiven Elemente der Batterie durch herkömmliches Vanillin ersetzt, womit keine kritischen bzw. umweltschädlichen Rohstoffe…

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Versorgungssicherheit

Neues Forschungsprojekt zu netzbildenden Stromrichtern in Verteilnetzen. Mit Fortschreiten der Energiewende hängt die Resilienz des Stromsystems zunehmend vom Verteilnetz ab: Statt der Synchrongeneratoren von Großkraftwerken im Übertragungsnetz müssen künftig vor allem die netzbildenden Stromrichter der Batteriespeicher, Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen in den unteren Netzebenen für die nötige Trägheit – und damit Stabilität – im System sorgen. Das Fraunhofer IEE entwickelt daher jetzt mit der TU Braunschweig, der SMA Solar Technology AG und weiteren Partnern im Forschungsprojekt „Verteilnetz 2030plus“ Lösungen und Produkte,…

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Batterien auf Rädern

Neue Ladetechnologie soll E-Autos als mobile Stromspeicher massentauglich machen. Bidirektionales Laden ermöglicht es, Elektrofahrzeuge sowohl zu laden als auch nach Bedarf zu entladen. So können E-Autos als mobile Stromspeicher dienen und zur Flexibilisierung des Energiesystems beitragen. Damit das bidirektionale Laden in der breiten Masse genutzt werden kann, erforscht ein Konsortium unter der Leitung vom Fraunhofer IAF innovative Ladetechnologien: Im kürzlich gestarteten Projekt »GaN4EmoBiL« entwickeln die Partner neue Halbleiter-, Bauelement- und Systemtechnologien für die 800-V-Klasse. Durch bidirektionales Laden können Elektroautos mit…

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Methan aus Stauseen energetisch nutzen

TH Köln entwickelt Prototyp zur Methangasernte weiter. In Stauseen entstehen zum Teil erhebliche Mengen des Treibhausgases Methan. Damit dieses nicht in die Atmosphäre entweicht und der Umwelt schadet, hat die TH Köln im Projekt „MELINU“ einen Prototyp zur Methangasernte optimiert. Dieser erlaubt nun die Speicherung und energetische Nutzung des aus dem Sediment entnommenen Methans, wie mehrere Versuche an der Wupper-Vorsperre gezeigt haben. „Die Unterbrechung von Fließgewässern durch Absperrbauwerke führt dazu, dass sich in diesen Stauräumen vermehrt Sedimente wie Kies und…

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Kosten und CO2-Emissionen einsparen durch intelligentes Energiemanagement

Open-Source-Softwaretoolbox für Unternehmen. Im Forschungsprojekt ProEnergie – Bayern haben Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam eine Softwaretoolbox für Unternehmen entwickelt. Die Toolbox erleichtert die Planung und Optimierung der energetischen Gebäudeinfrastruktur (EGI). Es sind drei spezialisierte Softwaretools enthalten, mit welchen Unternehmen ihre Energieinfrastruktur analysieren, Einsparpotenziale identifizieren und Optimierungsmaßnahmen sowie deren Einfluss auf das Gesamtsystem simulieren können. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Kosten- und CO2-Reduktion. Die Toolbox ist ab sofort als Open-Source-Software verfügbar. Unternehmen müssen flexibel auf sich ändernde Produktions- und Marktbedingungen reagieren….

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Zink-Batterie hat doppelten Wirkungsgrad und produziert Wasserstoff

Mit einem Zehntel der Kosten zur Energiewende: Mit der Energiewende soll eine klimaverträgliche Zukunft gesichert werden. Solang jedoch effiziente Speichertechnologien fehlen, bleibt die Abkehr von fossilen Energieträgern eine Herausforderung. Ein deutsches Forschungskonsortium entwickelt hierfür eine kostengünstige Zink-Batterie, die nicht nur als Langzeitspeicher von Energie, sondern auch zur Wasserstoffproduktion genutzt werden kann. Erste Tests weisen einen Wirkungsgrad von 50% zur Stromspeicherung und 80% zur Wasserstofferzeugung bei einer prognostizierten Lebensdauer von zehn Jahren aus. Mit der Entwicklung eines Demonstrators werden im Projekt…

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Kabeleinführung leicht gemacht

Flexible Kabeleinführung bei Schaltschränken. Ohne Strom läuft in Schaltschränken gar nichts. Damit er sicher von außen in das Innere kommt und dabei auch die Schutzart des Schranks erhalten bleibt, muss eine optimale Kabeleinführung gewährleistet sein. Rittal hilft seinen Kunden mit den entsprechenden Zubehör-Elementen dabei, individuelle Anforderungen schnell realisieren zu können. Der nötige IP-Schutz ist dabei immer sichergestellt. Schaltschränke sind Individualisten. Jeder ist anders – besonders der Innenausbau. Doch egal welche Ausbaumöglichkeiten umgesetzt werden sollen – eine Stromversorgung durch einzuführende Kabel…

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Abgekoppeltes Plasma: Technologie mit „riesigem Anwendungsfeld“

Die Apparatur, die im Labor des Instituts für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) der FH Aachen steht, ist auf den ersten Blick unscheinbar; der Metallzylinder erinnert von Größe und Form her an eine Konservendose. Wenn Prof. Dr. Holger Heuermann das Gerät einschaltet, wird es im Inneren gleißend hell – so hell, dass man nur mit einer Schutzbrille mit abgedunkelten Gläsern durch die kreisrunde Scheibe schauen darf. „Wir haben erstmals ein abgekoppeltes Plasma erzeugt“, sagt der FH-Forscher, „damit steht uns ein riesiges…

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Lotse auf dem Weg zur digitalen Transformation

Kickoff-Veranstaltung des Transformations-Hubs CyberJoin. Know-How, das für die Fertigung kommender Elektrofahrzeuge dringend benötigt wird: Das vermittelt der Transformations-Hub Cyber-Join an der Universität Stuttgart. Einen Eindruck davon können sich Mitarbeitende der Zulieferer- und Automobilindustrie während des Kick-Off-Events am 26. und 27. Juli 2023 im Großlabor der Materialprüfungsanstalt (MPA) Universität Stuttgart machen, Campus Stuttgart-Vaihingen, Pfaffenwaldring 32. Vertreter*innen der Medien sind herzlich eingeladen. Bitte melden Sie Ihre Teilnahme per Mail an bettina.mayer@mpa.uni-stuttgart.de an. Ziel des Transformations-Hubs CyberJoin ist es, Füge-, Werkstoff- und Fertigungstechnologien…

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VoltaViewAfrica elektrifiziert Fischerboote in Gambia

– mit nachhaltiger Technologie des Fraunhofer HHI. Voraussetzung für die nachhaltige Entwicklung einer Gesellschaft ist eine zuverlässige Energieversorgung. Das Start-up VoltaViewAfrica entwickelt deshalb innovative Stromspeicherkonzepte und inkubiert Elektrifizierungsprojekte. Im westafrikanischen Gambia wurde jetzt die erste Anlage in Betrieb genommen. Initiator des Vorhabens ist Prof. Wolfgang Schade, der im niedersächsischen Goslar am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) die Abteilung „Faseroptische Sensorsysteme“ leitet. Ziel ist es, die modulare Stromversorgung von ländlichen Regionen in Sub-Sahara Afrika voranzutreiben. Das Konzept von VoltaViewAfrica fokussiert sich auf einen…

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Resilienz der Stromversorgung

Feldtests zum Hochfahren des Netzes mit Windparks und Flächenkraftwerken. Expertinnen und Experten des Fraunhofer IEE und der Unternehmen ENERCON, Alterric Deutschland, DUtrain und Westnetz haben in Rheinland-Pfalz gemeinsam gezeigt, wie ein Windpark gesteuert werden muss, so dass er nach einem großflächigen Stromausfall zum Wiederaufbau des Stromnetzes beitragen kann. Weitere Feldtests mit einem Solar-Flächenkraftwerk verliefen ebenfalls erfolgreich. Diese und weitere Ergebnisse wurden im Abschlussbericht des dreijährigen Forschungsprojektes „SysAnDUk – Systemdienliche Anforderungen an Dezentrale Erzeugungsanlagen zur Unterstützung in kritischen Netzsituationen und des…

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Leistungselektronik für neuartige Wärmepumpen

…erzielt Wirkungsgrad von über 99,7 Prozent. Im Fraunhofer-Leitprojekt »ElKaWe« arbeiten Forschende an der Entwicklung elektrokalorischer Wärmepumpen als Alternative zur derzeit vorherrschenden Kompressor-Technologie. Diese neuartigen Wärmepumpen versprechen eine höhere Effizienz und kommen ohne Kältemittel aus. Forschenden des Fraunhofer IAF ist nun ein Meilenstein in der Leistungselektronik gelungen: Sie haben eine ultra-effiziente Schaltungstopologie für Spannungswandler mit 99,74 Prozent elektrischem Wirkungsgrad realisiert. Dieses Ergebnis setzt weltweit Maßstäbe und ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu effizienteren Festkörper-Wärmepumpen. Wärmepumpen sind äußerst effiziente Systeme…

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Dampfturbolader zur Kopplung von Dampf- und Druckluftnetzen entwickelt

Dampf- und Druckluftnetze kombinieren, um ohne zusätzlichen Einsatz elektrischer Energie Druckluft zu erzeugen – das war bislang nur in hohen Leistungsbereichen von mehreren Megawatt möglich. Dank der Turbonik GmbH und des Fraunhofer UMSICHT haben ab sofort auch kleine und mittlere Unternehmen die Möglichkeit, ihre Dampfnetze zur gekoppelten Drucklufterzeugung zu nutzen: Im Rahmen eines gemeinsamen Projektes wurde ein Dampfturbolader entwickelt, der die Technologien von hocheffizienten Mikro-Dampfturbinen und von Verdichtern zur Drucklufterzeugung verbindet. »Bei der von uns entwickelten Dampfturbolader-Technologie wird eine Turbine…

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Tryout-Areale für die Produktion und Nutzung von Wasserstoff

in Südafrika und Namibia. Partnerschaft auf Augenhöhe: In Südafrikas Hauptstadt Kapstadt und nahe der namibischen Hafenstadt Walvis Bay tragen künftig so genannte Microgrids zu einer nachhaltigen und emissionsfreien Stromversorgung bei. In diesen Systemen sind Elektrolyseure zur Erzeugung von grünem Wasserstoff mit Brennstoffzellen zu dessen Rückverstromung kombiniert: Die Microgrids speichern so aus Sonne und Wind gewonnen Strom in Form von Wasserstoff und verwandeln ihn bei Bedarf in Strom zurück. In Walvis Bay wird bei der Elektrolyse anfallender Sauerstoff zudem genutzt, um…

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Technologiezentrum für Halbleiter-Messtechnik

Applied Materials und Fraunhofer IPMS gründen Technologiezentrum für Halbleiter-Messtechnik Das neue Zentrum wird modernste Metrologiesysteme zur Verfügung stellen, um die Halbleiterforschung voranzubringen und Entwicklungsprojekte mit Chipherstellern und Partnern der Branche in ganz Europa zu unterstützen, insbesondere in ICAPS*-Marktsegmenten Zusammenarbeit zur Beschleunigung des Lernprozesses, Entwicklung neuer Methoden und Erprobung neuer Messgeräte, Methoden, Algorithmen und Software Applied Materials, Inc. und das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS, Deutschlands führendes Forschungszentrum für Halbleiter auf 300 mm, gaben heute eine richtungsweisende Zusammenarbeit zur Gründung eines…

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