Energie & Elektrotechnik

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Sichere PV-Anlagen: Fraunhofer ISE testet Lichtbogendetektoren

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat einen einzigartigen modularen Prüfstand entwickelt, an dem Photovoltaik-Wechselrichter mit integrierten Lichtbogendetektoren getestet werden. Diese im Wechselrichter integrierten Warnsysteme erhöhen die Sicherheit von Solaranlagen, da sie bei Lichtbögen automatisch stromlos schalten. Mit der nun veröffentlichten internationalen Norm IEC 63027 sollen die Detektoren noch zuverlässiger und realitätsnaher getestet werden. Das Fraunhofer ISE war auch an der Entwicklung der Prüfnorm beteiligt, die am 3.Mai 2023 erschienen ist. Serielle Lichtbögen in PV-Anlagen entstehen als Folge von Kontaktproblemen,…

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HotSense – neue Dünnschicht-Messverfahren für Hochvakuum- und Hochtemperaturprozesse

Zusammen mit der SURAGUS GmbH ist es dem Fraunhofer FEP innerhalb des vom Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) geförderten Projektes HotSense (Förderkennzeichen 100547507/4102) gelungen, kontaktlose in-situ Messungen unter Hochvakuumbedingungen bei Temperauren von bis zu 220 °C zu realisieren. Somit können Messungen des Schichtwiderstandes, der Schichtleitfähigkeit oder der Metallschichtdicke direkt nach heißen Schichtabscheide- oder Schichtmodifizierungsprozessen prozessnah mittels berührungsloser Hochfrequenzwirbelstrommessung durchgeführt werden. Auch wurden die Grundlagen für die Prozesscharakterisierung im Bereich von 450 bis 600 ° Celsius gelegt. Dünne,…

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Neues Testfeld für Solartechnologien kombiniert Labor- mit Freilandmessungen

Um Photovoltaik-Module, integrierte PV-Systeme, solarthermische Kollektoren, Wechselrichter und weitere Solartechnologien auf Herz und Nieren zu prüfen, vermessen Forschende diese meist im Labor. Zusätzlich finden Langzeittests unter realen Wetterbedingungen und über mehrere Jahre hinweg statt. Mittels eines neuen, drei Hektar großen Testfeldes am Rande von Merdingen bei Freiburg wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE nun Ergebnisse aus beiden Testansätzen kombinieren. Insbesondere für PV-Module gilt, dass die Forschenden diese schneller und exakter bewerten können, wenn sie Labormessungen…

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Energie vom Acker: Mit Windkraft und Photovoltaik geht’s am besten

Bei der Flächeneffizienz sind Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen dem Anbau von Energiepflanzen deutlich überlegen. Mit Biogas und Biodiesel fing es an – Landwirte wurden zu Energiewirten. Doch es gibt auch andere Formen der Energieerzeugung auf dem Acker. Wissenschaftler des Thünen-Instituts haben in einem Faktencheck detailliert untersucht, mit welcher Energieform am meisten Energie pro Flächeneinheit erzeugt werden kann. Ob Biogas, Wind- oder Sonnenstrom: Die anstehende Transformation des Energiesystems führt dazu, dass es für landwirtschaftliche Betriebe zunehmend attraktiv wird, neben Lebensmitteln und nachwachsenden…

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Energiewende auf dem Wasser

FH Kiel tauft Prototyp eines Wellenkraftwerks. Im Januar 2020 starteten Forscher der Fachhochschule Kiel mit der Entwicklung und dem Bau einer Testanlage für ein Wellenkraftwerk. Gestern (9. Mai 2023) tauften sie auf der GERMAN NAVAL YARDS in Kiel im Beisein von rund 100 Gästen aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft dessen Prototypen. Gebaut haben ihn Auszubildende der Werft in den vergangenen fünf Monaten. „Ich taufe dich auf den Namen Aurelia WINO!“ Gleich der erste Versuch von Taufpatin Dr. Julia Körner, der…

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Modellierungsergebnisse einer optimalen Biomassenutzung in der Energiewende

Was ist die optimale Rolle der begrenzt verfügbaren Biomasse in der nationalen Energiewende und was sind die vorrangigen Zielmärkte für Bioenergieträger? Diesen Fragen ging ein Forscherteam des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) sowie des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) im erfolgreich abgeschlossenen Forschungsvorhaben „SoBio – Szenarien einer optimalen energetischen Biomassenutzung bis 2030 und bis 2050“ nach. Bioenergie leistet einen wesentlichen Beitrag zur Deckung der Energiebedarfe im Verkehrs-, Wärme- und Stromsektor und stellt im Einklang mit bestehenden erneuerbaren und fossilen Energieträgern auch zukünftig eine…

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Bio-inspiriertes Mikrofon zur Spracherkennung

Die Technische Universität Ilmenau hat gemeinsam mit Forschungspartnern ein Mikrofon entwickelt, das von der Biologie inspiriert ist und Schall ähnlich wie das menschliche Ohr aufnimmt. Das Mikrofon könnte helfen, die Spracherkennung zur Steuerung einer Vielzahl von digitalen Anwendungen zu verbessern. Das neue Verfahren könnte in Zukunft akustische Gesamtsysteme aus Mikrofon und Spracherkennung sogar effizienter machen, sodass sie weniger Energie verbrauchen. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten des Fachgebiets Mikro- und nanoelektronische Systeme der TU Ilmenau und seiner Forschungspartner wurden soeben im renommierten…

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Windenergie aus dem 3D-Drucker

„Wind.EnergieAutarke Schulen in der Metropolregion Nordwest“ – so heißt ein neues Forschungsprojekt von Dr. Yilmaz Uygun, Professor an der Constructor University in Bremen-Nord. Das Projekt läuft in Zusammenarbeit mit dem Landkreis Friesland und wird von der Metropolregion Nordwest gefördert. Ziel ist die Weiterentwicklung und Erprobung der propriätaren vertikalen Windkraftanlage, die mit dem eigenen weltweit größten industriellen Delta-3D-Drucker produziert wird. Sie soll insbesondere Schulen als nachhaltige Energiequelle dienen. Im Landkreis Friesland startet nun ein Pilotprojekt für energieautarke Schulen, in dem Schulgebäude…

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Daedalus zurück im Weltraum

Studierende der Uni Würzburg entwickeln eine Technologie, die einmal Fallschirme bei Landekörpern aus dem Weltraum ersetzen soll. Für zwei Prototypen stand kürzlich im Rahmen des REXUS/BEXUS-Programms der Praxistest an. Passend zum Frühjahr, wenn der Pollenflug Allergieleidende plagt, sind die sogenannten SpaceSeeds Ahornsamen nachempfunden. Sie nutzen das Prinzip der Autorotation, um – ganz wie das natürliche Vorbild – sanft zur Erde zu gleiten. Entwickelt hat sie ein Team aus rund 40 Studierenden der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Sie haben sich im Verein…

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Neues Leben für gebrauchte E-Bike-Motoren

Immer mehr Menschen sind mit Elektrofahrrädern unterwegs. Im Vergleich zum Auto sind die E-Bikes günstiger, ökologischer, gesünder und sparen Platz in der Stadt. Der Nachteil: Für defekte Komponenten wie Motoren oder Akkus gibt es oftmals keinen Ersatz, oder sie werden als Ganzes gegen teure neue Komponenten getauscht. Ein Forscherteam des Fraunhofer IPA konnte zusammen mit Partnern in einer Studie zeigen, dass sich E-Bike-Motoren im Sinne einer modernen Kreislauf-wirtschaft aufarbeiten lassen. Einen Einblick in das Remanufacturing von E-Bike-Komponenten geben die Forschenden…

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Photovoltaik: Energieversorgung mit Durchblick

Ob auf Glasflächen von Gebäuden, Gewächshäusern oder Fahrzeugen – mit semitransparenter Photovoltaik könnten für eine klimafreundliche Energieversorgung nutzbare Flächen deutlich vergrößert werden. Im Forschungsprojekt SEMTRASOL entwickeln Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) dafür Solarzellen mit präzise einstellbaren Absorptionseigenschaften und hohem Wirkungsgrad. Organische Solarzellen sind nicht nur leicht, ungiftig, unabhängig von seltenen Rohstoffen und können preisgünstig sowie großflächig gedruckt werden. Im Vergleich zu anderen Photovoltaik-Technologien haben sie eine weitere herausragende Eigenschaft: Sie können semitransparent hergestellt werden, was viele neue Anwendungen…

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Wasserstofferzeugung auf dem Meer

Fraunhofer ISE entwickelt Konzept für Wasserstofferzeugung auf Offshore-Plattform. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben mit weiteren Projektpartnern ein technisches Anlagenkonzept und ein Design für eine – für den Einsatz auf dem Meer optimierte – Wasserstoff-Erzeugungsanlage entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wasserstofferzeugung direkt auf dem Meer mit einem PEM-Elektrolyseur technisch und ökonomisch machbar ist. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten zwei-jährigen Projekts »OffsH2ore«. Aufgabenstellung des Gesamtprojekts war die…

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Neues Konzept für Lithium-Luft-Batterien

Forschungsvorhaben soll Stabilität der neuartigen Akkus verbessern. Sogenannte Lithium-Luft-Batterien, auch Lithium-Sauerstoff-Batterien genannt, gelten als mögliche Hochenergie-Stromspeicher der nächsten Generation. Das Forschungsvorhaben AMaLiS 2.0 erprobt ein neues Konzept, um Stabilität und Lebensdauer der Batteriezellen zu erhöhen. Das Projektteam setzt darauf, die positive und die negative Elektrode durch eine beidseitig beschichtete Membran zu trennen. So können auf beiden Seiten unterschiedliche Elektrolyt-Flüssigkeiten verwendet werden. Zudem wollen die Forschenden eine neuartige Gas-Diffusions-Elektrode aus nanostrukturiertem Titancarbid erproben. Sie können bei gleichem Gewicht theoretisch zehnmal so…

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Kohlendioxid für Brennstoffe nutzen

Das Forschungsprogramm „Solar Technologies go Hybrid“ wird mit 1,7 Millionen Euro weiterhin vom Freistaat Bayern gefördert. Nun geht es darum, aus Kohlendioxid synthetische Brennstoffe zu erzeugen. Innovative Wege finden, um aus Sonnenenergie elektrischen Strom und nicht-fossile Brennstoffe zu erzeugen: Mit dieser Zielsetzung hat das bayerische Wissenschaftsministerium im Jahr 2012 das Forschungsprogramm „Solar Technologies Go Hybrid“ (SolTech) eingerichtet. Finanziell gefördert werden seitdem fünf sogenannte KeyLabs an den Universitäten Bayreuth, Erlangen-Nürnberg, München (LMU und TU) und Würzburg. Nun hat das Ministerium für…

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Schwefel und Silizium als Bausteine für die Feststoffbatterie

BMBF-Projekt »MaSSiF« erforscht innovatives Batteriekonzept. Eine neue Generation von Lithium-Schwefel-Batterien steht im Fokus des Forschungsprojekts »MaSSiF – Materialinnovationen für Schwefel-Silizium-Festkörperbatterien«. Das Projektteam widmet sich dem Design, Aufbau und der Bewertung von leichten und kostengünstigen Prototypzellen auf Schwefelbasis mit hohen Speicherkapazitäten. Der Einsatz von Silizium als Anodenmaterial soll zudem die Langlebigkeit der Batteriezellen entscheidend verbessern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden sechs Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft mit…

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Wärmenetze: Energiekonzept mit Grubenwasser

… kann wie geplant umgesetzt werden. Die umfangreichen Pumptests auf dem Gelände MARK 51°7 in Bochum waren erfolgreich. Aus dem alten Grubengebäude kann aus rund 300 bzw 800 Metern Tiefe genug warmes und kaltes Grubenwasser gefördert werden. Das geothermische Potenzial unter dem geplanten Gewerbegebiet ist damit ausreichend, um rund 70 bis 75 Prozent des Wärme- und Kältebedarfs der Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf dem Areal mit klimafreundlicher Wärme und Kälte zu decken. Damit steht dem Aufbau einer energiesparenden Wärme- und Kälteversorgung…

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