Energie & Elektrotechnik

Damit sich Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgen lassen, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung aus der Zuse-Gemeinschaft. Teil 3 unserer Serie zum Energiemarkt…

Für das Projekt X-Wakes sind bei einer Messkampagne in diesem Sommer zwei Flugzeuge im Einsatz, um die räumliche Verteilung und die Erholung des Windfeldes vor und hinter Offshore-Windparks zu untersuchen. Für das Projekt wird ein umfangreicher Datensatz erhoben, um die Windverhältnisse über der Nordsee und die Wechselwirkung von Windparks und Atmosphäre zu analysieren. Für die letzten Messflüge im Projekt kommen dabei sogar erstmalig zeitgleich zwei Forschungsflugzeuge der Technischen Universität Braunschweig zum Einsatz. Die Cessna F406 D-ILAB, das neue Forschungsflugzeug der…

Der 3D-Druck gewinnt immer mehr an Bedeutung bei der industriellen Fertigung. Er macht es nicht nur möglich, sehr komplexe Formen herzustellen, die mit herkömmlichen Verfahren kaum zu verwirklichen wären. Mit seiner Hilfe lassen sich auch kleine Losgrößen wirtschaftlich produzieren. Allerdings stellte die Integration von elektronischen Komponenten und somit auch die Herstellung von individualisierten Sensoren bisher eine Herausforderung dar. Hier hat jetzt das Fraunhofer IPA zusammen mit den baden-württembergischen Unternehmen ARBURG und Balluff einen Durchbruch erzielt. Für Aufgaben in der Automatisierungstechnik…

Der voll autonome, mobile Laderoboter findet selbstständig zum geparkten E-Fahrzeug und versorgt es mit Energie. Der von TU Graz und den österreichischen Firmen ALVERI und ARTI Robots entwickelte Prototyp soll zum flächendeckenden Einsatz der E-Mobilität beitragen. Es klingt komfortabel: Das E-Fahrzeug meldet den Ladebedarf und ein mobiler Roboter macht sich auf den Weg, das geparkte Auto ohne menschliches Zutun bzw. völlig selbstständig mit Energie zu versorgen. Die Suche nach einer E-Tankstelle und die Sorge nach der verbliebenden Reichweite sind damit…

Plasmadiagnostik… Plasmen spielen in vielen industriellen Anwendungen eine zentrale Rolle. Die energetisch angeregten Gase lassen sich zum Beispiel nutzen, um Beschichtungen auf Oberflächen aufzubringen, etwa kratzfeste Schutzschichten auf Brillengläser aus Kunststoff. Ein neuartiges Messinstrument sorgt dafür, dass solche Prozesse immer exakt gleich ablaufen: Die Multipolresonanzsonde kann die Plasmadichte ständig messen, ohne zu stören. Darüber berichtet Rubin, das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Kein Mensch soll eingreifen müssen „Idealerweise sollte die Elektronendichte im Plasma ständig gemessen und bei Bedarf automatisch nachjustiert…

Der photovoltaische Effekt ferroelektrischer Kristalle in Solarzellen lässt sich um den Faktor 1.000 erhöhen, wenn drei verschiedene Materialien in einem Gitter angeordnet werden. Das haben Forschende der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer Studie gezeigt. Dafür erzeugten sie kristalline Schichten aus Barium-, Strontium- und Calciumtitanat, die sie abwechselnd übereinanderlegten. Die Ergebnisse, die zu einer deutlich höheren Effizienz von Solarmodulen beitragen könnten, wurden in der Fachzeitschrift “Science Advances” veröffentlicht. Aktuell basieren die meisten Solarzellen auf Silizium, doch ihr Wirkungsgrad ist begrenzt. Seit…

Fraunhofer ISE eröffnet Digital Grid Lab… Europas Stromnetze durchlaufen im Zuge der Energiewende eine tiefgreifende Transformation: von Großkraftwerken hin zu verteilten, intelligent vernetzten, digital gesteuerten, emissionsarmen und vielfältigen Einheiten. Millionen kleine Einspeiseanlagen und Speicher, neue Verbraucher und Akteure treten auf den Plan, die auf den unteren Netzebenen gemanagt werden müssen. Die gewohnt hohe Versorgungsqualität ist zukünftig nur mit der Digitalisierung der Netze und intelligenten Betriebsführungskonzepten erreichbar. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat nun sein neues Digital Grid Lab in…

reFuels umfassen erneuerbare Kraftstoffe, die über unterschiedliche Wege hergestellt werden können. Wenn diese so gemischt und aufbereitet werden, dass sie die bestehenden Kraftstoffnormen erfüllen, können damit alle verbrennungsmotorischen Anwendungen bedient werden. Zu diesem Ergebnis kommen aktuelle Fahrzeug- und Flottentests im Projekt „reFuels – Kraftstoffe neu denken“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Im Vergleich zu rein fossilen Kraftstoffen ermöglichen die reFuels-Kraftstoffgemische eine mindestens 25-prozentige CO₂-Reduktion. Zusätzlich bieten sie leichte Vorteile bei den Schadstoffemissionen. „Flüssige Kraftstoffe werden im Mobilitäts-Mix noch länger…

Hochschule Anhalt und Fraunhofer IMWS erhalten 750.000 Euro. Zusammen mit koreanischen Forschungspartnern untersuchen und erforschen die Hochschule Anhalt und das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS die Möglichkeiten und Bedarfe eines zukünftigen Imports von grünem Wasserstoff. Der Studiengang Logistik und Luftverkehrsmanagement an der Hochschule Anhalt und das Fraunhofer IMWS haben sich erfolgreich um ein insgesamt fünfjähriges Vorhaben zur Errichtung eines deutsch-koreanischen Forschungsnetzwerkes und Aufbau einer Forschungspräsenz in Korea beworben. Das Vorhaben »H2DeKo« ist am 1. Juli 2021 gestartet…

Ob die optische Umfelderkennung beim autonomen Fahren oder die Unterstützung von Tätigkeiten mittels VR (virtuelle Realität) und AR (erweiterte, engl. „augmented“, Realität) wie etwa bei der Wartung komplexer Industrieanlagen – optische Anwendungen und ihre Optimierung spielen für die Digitalisierung eine große Rolle. Im Projekt „ActiNode“ erforschen Wissenschaftler der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Patrick Görrn, Lehrstuhl für Großflächige Optoelektronik, die Voraussetzungen für eine neue Display- und Sensortechnologie, deren Einsatz zukünftig vielfältige weitere Möglichkeiten im Bereich der Optik…

Mehr Leistung und Sicherheit durch Analyse und Simulation elektrochemischer Prozesse. Batterien mit metallischen Lithium-Elektroden versprechen höhere Energie- und Leistungsdichten. Allerdings kann es in diesen Batterien zu elektrochemischen Prozessen kommen, die ihre Sicherheit und Leistung beeinträchtigen. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) entwickelt nun in dem vom BMWi geförderten Projekt „metaLit“ Modelle, mit denen sich diese Prozesse simulieren lassen. Die Software kann genutzt werden, um die Algorithmen in Batteriemanagementsystemen zu verifizieren. Das erspart teure, aufwändige Tests mit realen Batterien. Der…

Synhelion und die Empa führen ein gemeinsames Forschungsprojekt für die Weiterentwicklung eines Hochtemperatur-Energiespeichers durch, der ein zentraler Bestandteil bei der Herstellung von klimafreundlichen solaren Treibstoffen ist. Das Projekt wird zum weltweit ersten Mal das günstige und skalierbare Speichern von Hochtemperatur-Solarwärme von über 1’000°C ermöglichen. Die Speichertechnologie soll in Synhelions erster industrieller Anlage, die 2022 gebaut wird, Anwendung finden. Das Projekt wird von der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse mitfinanziert. Synhelion stellt nachhaltige Treibstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin her, die…

Projekt OmniConnect… Im Projekt OmniConnect arbeiten Fraunhofer-Forschende mit weiteren Partnern an der Vernetzung von Objekten in Innenräumen. Dazu benutzen sie Radarstrahlen und passive Tags, die an beweglichen Gegenständen, aber auch an Personen befestigt sind. Mit der Technik werden die Positionen der Tags und damit der Gegenstände erfasst. Die Technik lässt sich auch im Pflegebereich einsetzen, beispielsweise um Gefahren von sturzgefährdeten Menschen abzuwenden. Beim Begriff Radar denken die meisten Menschen an Szenarien aus dem Flugverkehr oder der Schifffahrt. Auch für die…

Verbund aus Forschung und Industrie unterzieht verschiedene Systeme mehrjährigem Praxistest. Schwimmende Photovoltaik-Kraftwerke – sogenannte Floating-PV-Anlagen – ermöglichen den Ausbau erneuerbarer Energien, ohne neue Landflächen in Anspruch zu nehmen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, RWE Renewables und die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) wollen gemeinsam mit weiteren Partnern diese innovative Technologie weiterentwickeln. Ziel ist es, im Rahmen des Forschungsprojekts »PV2Float« mehrere Floating-PV-Anlagen mit unterschiedlichen Systemdesigns einem intensiven Praxistest zu unterziehen. Das Forschungsvorhaben ist auf insgesamt drei Jahre angelegt. Ein geeigneter…

Der Technischen Universität Ilmenau ist es in einem soeben abgeschlossenen Forschungsprojekt gelungen, mit innovativen Technologien die elektrochemische Energieumwandlung für den Einsatz regenerativer Energien zu verbessern. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten im Institut für Thermo- und Fluiddynamik können in Zukunft genutzt werden, um die Erzeugung von Wasserstoff effizienter zu gestalten und bessere Brennstoffzellen zu entwickeln – diese gelten als eine Energietechnologie der Zukunft. Davon profitieren könnten mobile elektronische Geräte, Medizinanwendungen und auch der Wachstumsmarkt Mobilität: der Automobilverkehr, der Personennahverkehr und der Flugverkehr….

Wasserbauten wie zum Beispiel Hafen- und Offshore-Anlagen stellen komplexe Anforderungen an Wartung und Überwachung, die häufig mit ferngesteuerten oder autonomen Unterwasserfahrzeugen gelöst werden. Wissenschaftler der Jade Hochschule erweiterten in dem Forschungsprojekt „Entwicklung innovativer Technologien für autonome maritime Systeme“ (EITAMS) das Einsatzspektrum solcher Systeme. Sie entwickelten einen Versuchsträger aus einem autonom operierenden Überwasserfahrzeug (USV), der einen Schwarm selbständig fahrender und kooperierender Unterwasserfahrzeuge (AUVs) steuert. Auf diesem werden eigene intelligente Algorithmen zur Missionssteuerung sowie neuartige Messtechniken erprobt. Das Forschungsprojekt EITAMS wurde von…