Energie & Elektrotechnik

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POWDERscreen überwacht Pulverströme in die Laserschmelze

Messsystem eröffnet neue Perspektiven für die Additive Fertigung. Additive Fertigungsverfahren spielen im Automobilbau, der Raumfahrt und weiteren Branchen eine wachsende Rolle: Wenn komplex geformte Bauteile beziehungsweise Unikate herzustellen sind, setzen immer mehr Unternehmen auf den industriellen 3D-Druck. Allerdings können die Einlaufkurven gerade bei Kleinserien noch recht lang und die Ausschussquoten anfangs groß sein. Das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden entwickelt daher moderne Mess- und Regeltechnik, mit der sich additive Verfahren viel effektiver als bisher einsetzen lassen, zum Beispiel…

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Solarzellen der nächsten Generation werden immer effizienter

Energiewende: Ein Forschungsteam hat eine Tandem-Solarzelle aus Perowskit und organischen Absorberschichten mit hoher Effizienz entwickelt, die kostengünstiger herzustellen ist als herkömmliche Solarzellen aus Silizium. Die Weiterentwicklung dieser Technologie soll eine noch nachhaltigere Gewinnung von Solarenergie ermöglichen / Veröffentlichung in „Nature“ Ein deutsches Forschungsteam hat eine Tandem-Solarzelle entwickelt, die einen Wirkungsgrad von 24 Prozent erreicht – gemessen anhand des Anteils der in Strom (Elektronen) umgewandelten Photonen. Damit stellt das Team einen neuen Weltrekord auf: Es ist der höchste Wirkungsgrad, der bislang…

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Lasertechnik für die Wasserstofftechnologie

Fraunhofer ILT eröffnet neue Forschungsplattform. Das Gelingen der Energiewende ist eng geknüpft an die Weiterentwicklung der Wasserstoff-Technologien. Die Brennstoffzelle dabei zur Serienreife zu bringen ist das große Ziel des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Auf über 300 Quadratmetern Laborfläche richten die Aachener Forschenden dazu ein Wasserstoff-Labor ein: Eine große Bandbreite an lasertechnischen Versuchsanlagen bietet öffentlichen Projekten und Industriekooperationen künftig eine in Deutschland einzigartige Forschungsplattform. Am 5. Mai 2022 öffnet das neue Hydrogen Lab im Rahmen der »Lasertechnik Live« Teilnehmenden des »International…

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BAM nutzt Gesichtserkennung-Algorithmen, um Umweltbilanz von Elektro-Akkus zu verbessern

Batterie-Forschung: Neues Verfahren zur Analyse von Alterungsmechanismen vorgestellt. Erkenntnisse sollen helfen, Batterien langlebiger und nachhaltiger zu machen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat ein innovatives Verfahren entwickelt, das Algorithmen aus der Gesichtserkennung nutzt, um die Alterung von Lithium-Ionen-Akkus zu bestimmen. Die Methode soll Unternehmen helfen, langlebigere und gleichzeitig sichere Batterien zu entwickeln und so deren Umweltbilanz zu verbessern. Lithiumbatterien sind besonders anfällig für Alterungsprozesse. Beim jedem Lade- und Entladevorgang in einer elektrischen Batterie lagern sich Lithium-Ionen in den…

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Ungiftige, wiederverwendbare Farbstoffsolarzelle

An der Fachhochschule Bielefeld arbeiten Forscherinnen und Forscher an einer komplett ungiftigen und wiederverwendbaren Solarzelle im Sinne einer Circular Economy. In Zeiten, in denen wir die Auswirkungen des Klimawandels mehr denn je zu spüren bekommen, wird die Notwendigkeit für nachhaltige, erneuerbare Energien immer dringender. Wind- und Sonnenenergie sind dabei die Schlüsseltechnologien. Doch auch bei der Produktion von Photovoltaik- und Windkraftanlagen wird viel Energie verbraucht und es werden Materialien eingesetzt, die nur schwer oder gar nicht recycelt werden können. Ungiftige, wiederverwendbare…

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Inkjet-Druck: Wirtschaftlich produzieren ab Losgröße eins

Individualisierte, flexible Dünnschicht-Solarzellen schon ab Losgröße eins wirtschaftlich herstellen: Eine verkettete Rolle-zu-Rolle-Fertigungsanlage soll das einer österreichischen Firma ermöglichen. Dafür hat ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA eine spezielle Inkjet-Druckstation entwickelt und integriert. Wer sein Gepäck bei einer Wanderung oder einer Radtour auf das Allernötigste beschränken möchte, kann ab sofort auch die Powerbank zuhause lassen. Möglich machen das Solar-Rucksäcke oder -Umhängetaschen mit eingenähter Dünnschicht-Photovoltaikfolie. Diese tragbaren Solarzellen sind federleicht, hauchdünn und genauso biegsam wie der Stoff. Sie bestehen aus mehreren miteinander verschalteten…

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Riesengras Miscanthus: Bioethanol-Quelle mit negativer CO2-Bilanz

Europäisches Verbundprojekt unter Leitung der Universität Hohenheim zeigt: Kombination von Bioethanol-Produktion mit Kohlenstoff-Speicherung kann CO2 effektiv reduzieren. Eine deutliche Verringerung von Treibhausgas ist machbar. Zu diesem Schluss kommen Forschende der Universität Hohenheim in Stuttgart. Der Clou: Eine Kombination von Bioethanol-Produktion aus nachwachsenden Rohstoffen mit Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung. Je nach Berechnungsansatz ist so eine Reduktion von mehr als 100 Prozent gegenüber dem EU-Vergleichswert für fossile Kraftstoffe wahrscheinlich – und damit sogar eine negative CO2-Bilanz. Zum Einsatz kommt dabei das…

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Neue Leistungselektronik für eine sonnige Zukunft

Im Projekt GaN-HighPower werden neue Technologien für den Einsatz in Photovoltaik-Wechselrichtern der nächsten Generation entwickelt und praktisch erprobt. Die Photovoltaik (PV) gewinnt im Zuge der weltweiten Energiewende eine immer größere Bedeutung für eine nachhaltige und bezahlbare Energieversorgung. Neben der erforder­lichen kontinuierlichen Kostensenkung steigen vor diesem Hintergrund aber auch die Anforderungen an die Funktionsvielfalt der Geräte. So werden beispielsweise technische Lösungen benötigt, die neben der Einspeisung des erzeugten Stroms in das europäische Verbundnetz auch ermöglichen, dass PV-Anlagen aktiv zur Stabilisierung des…

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Solarer Wasserstoff: Bessere Photoelektroden durch Blitz-Erhitzung

Um mit Sonnenlicht Wasser elektrolytisch aufzuspalten, werden Photoelektroden gebraucht. Kostengünstige Metalloxid-Dünnschichten mit hoher elektronischer Qualität eignen sich sehr gut dafür, doch ihre Herstellung ist komplex. Insbesondere lässt sich die Qualität der Metalloxid-Dünnschichten nur durch eine thermische Behandlung bei sehr hohen Temperaturen verbessern. Dabei würde jedoch das darunter liegende leitfähige Glassubstrat schmelzen. Ein Team am HZB-Institut für Solare Brennstoffe hat dieses Dilemma nun gelöst: Ein hochintensiver Lichtpuls heizt die halbleitende Metalloxid-Dünnschicht blitzschnell direkt auf, ohne das Substrat zu beschädigen. Photoelektroden bestehen…

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Der kleine Unterschied im Innenausbau

Neue Rittal Innenausbauschiene für AX Gehäuse. Kleine Veränderung, große Wirkung: Im Alltag von Steuerungs- und Schaltanlagenbauern sind es oft die kleinen Dinge, die den Unterschied machen. Das beweist Rittal mit der neuen Innenausbauschiene für das AX Kompaktschaltschrank-System. Mehr Spielraum im Schaltschrank, mehr Platz für höhere Packungsdichte? Das kleine Stabilitätswunder mit erhöhter Tragkraft zeigt, wie es geht. Der Innenausbau von Kompakt-Schaltschränken kann sehr zeitaufwendig und kompliziert sein. Oft ist eine mechanische Bearbeitung wie Bohren notwendig, um Komponenten außerhalb der Montageplatte –…

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Management von Blindleistung in Verteilnetzen

Fraunhofer IEE und Partner entwickeln neues Verfahren. Mit der Dezentralisierung der Stromerzeugung sind die Verteilnetzbetreiber zunehmend gefordert, situationsabhängig Blindleistung zu mobilisieren. Im Forschungsprojekt „RPC2“ hat das Fraunhofer IEE jetzt zusammen mit Partnern aus dem Netzbetrieb und der Universität Kassel Verfahren entwickelt, mit denen Netzbetreiber Erzeugungs- und andere Anlagen in der Mittel- und Hochspannungsebene so ansteuern können, dass sie bedarfsgerecht Blindleistung bereitstellen. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf dem Austausch von Blindleistung zwischen den verschiedenen Netzebenen. In einem netzbetreiberübergreifenden Feldtest haben AllgäuNetz…

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Weniger Feinstaub beim Heizen mit Holz

Heizen mit Holz liegt in Deutschland nach wie vor im Trend. Die steigenden Energiepreise und die Abhängigkeiten von internationalen Märkten machen den nachwachsenden Rohstoff noch attraktiver. Doch bei der Verbrennung von Holz in Kaminöfen oder Holzheizungen entstehen enorm viel Feinstaub und Abgase. Diese Schadstoffe gefährden Mensch und Umwelt. Das Umweltbundesamt empfiehlt sogar – mit Hinweis auf die hohen Emissionen – die Abschaffung von Holzfeuerungen. Die beste Lösung, um die Emissionsfracht wirksam zu verringern, ist eine intelligente Führung des Verbrennungsprozesses. Viele…

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Grüner Wasserstoff: Forschung für eine nachhaltige Infrastruktur

Im Zuge der Energiewende setzt Thüringen wiederholt auf die Expertise der Bauhaus-Universität Weimar: Neben Pilotprojekten in Apolda und Sonneberg wird nun erprobt, wie lokal erzeugter grüner Wasserstoff im Nahverkehr der Stadt Weimar eingesetzt werden kann. Professor Dr. Mark Jentsch, Inhaber der Professur Energiesysteme an der Fakultät Bauingenieurwesen, wird das Kooperationsprojekt der Thüringer Energie AG (TEAG), der Stadtwerke Weimar Stadtversorgungs-GmbH und der Stadtwirtschaft Weimar GmbH wissenschaftlich unterstützen und begleiten. Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle, damit die Energie- und Mobilitätswende gelingen kann,…

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Brennstoffzellen sollen Dieselgeneratoren überflüssig machen

Dieselgeneratoren übernehmen in Entwicklungs- und Schwellenländern oft die lokale Stromversorgung – und pusten Millionen Tonnen Treibhausgase in die Atmosphäre. Um diese Emissionen künftig einzusparen, entwickelt ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA gemeinsam mit der CBC GmbH & Co. KG und der Universität Bayreuth derzeit einen Stromgenerator, der mit Wasserstoff betrieben wird. Dass jeder Haushalt an das Stromnetz angeschlossen ist und Stromausfälle die absolute Ausnahme sind, ist in Deutschland eine Selbstverständlichkeit. Doch in weiten Teilen der Welt sieht es ganz anders aus:…

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Großflächige Referenzsolarzelle vom ISFH

Hochpräzise Messtechnik aus dem Labor bahnt sich den Weg in die Wirtschaft: Die Ingenieurbüro Mencke und Tegtmeyer GmbH (IB-MuT) hat die vom Institut für Solarenergieforschung (ISFH) vorentwickelte großflächige Referenzsolarzelle „BigRef“ zu einem marktfähigen Produkt weiterentwickelt. In der Entwicklung und der Produktion von Solarzellen und PV-Modulen werden diese unter verschiedensten Beleuchtungsbedingungen genauestens vermessen. Hierfür kommen sogenannte Sonnensimulatoren zum Einsatz. Diese Beleuchtungseinheiten bilden das Licht der Sonne möglichst ideal nach und erlauben Messungen im Labor unter realistischen Strahlungsbedingungen. Für möglichst präzise Messungen…

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NanoCar Race II. Rennen der Moleküle

Acht Teams aus drei Kontinenten treffen sich zum kleinsten Rennen der Welt. TU Dresden und IPF schicken einziges deutsches Team ins Rennen Beim Begriff „24-Stunden-Rennen“ denken viele an Le Mans, an Daytona, oder auch den Nürburgring. Vor dem inneren Auge erscheinen möglicherweise Bilder von bunten Autos, die rasend schnell vorbeiziehen, begleitet von ohrenbetäubendem Lärm und dem Geruch verbrannter Hochleistungs-Treibstoffe. Doch beim NanoCar Race ist alles anders! Und mittendrin ein Team der TU Dresden. Das total andere 24-Stunden-Rennen Ende März findet…

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