Forschungsprojekte

Mehrfamiliengebäude sind in den USA und in Deutschland ein weitgehend ungenutztes Potenzial für Energieeinsparung und Netzdienlichkeit. Vor dem Hintergrund rasanter Elektrifizierung, des Wärmepumpenhochlaufs und steigenden Regulierungsdrucks entwickelt das Projekt »ABLM: Automated Building Load Modeling« physik-informierte neuronale Netze, die mit wenigen Eingangsdaten die Lastflexibilität zentraler Verbraucher (Heizung, Trinkwarmwasser, Kälte, E-Mobilität) präzise vorhersagen. Der hybride Ansatz überwindet Grenzen klassischer Simulations- und reiner KI-Modelle und ermöglicht skalierbares, robustes Demand-Side-Management. | Laufzeit: 06/2025 - 06/2027

Der Bausektor ist einer der wichtigsten Bereiche, wenn es um Energieeinsparungen und Emissionssenkungen geht. Zudem koexistieren in der Bauwirtschaft große internationale Unternehmen mit KMUs, die 92 Prozent des Marktes ausmachen. Die Bauwirtschaft beträgt 9 Prozent des BIP der Europäischen Union. Allerdings ist der Bausektor bislang nur wenig digitalisiert. In diesem Zusammenhang zielt das EU-finanzierte Projekt BIM4REN auf die Entwicklung und Demonstration benutzerfreundlicher Building Information Modeling-Tools (BIM) und -Dienstleistungen im Bereich der Sanierung von Gebäuden und der Erneuerung der Gebäudetechnik. Im Projekt haben sich 23 Interessenvertreter des Bausektors aus Forschungsinstituten, Universitäten sowie kleine und große Industrieunternehmen zusammengeschlossen. | Laufzeit: 10/2018 - 9/2022

Im Heizungshandwerk sind Beratung, Bestandsaufnahme, Planung und Angebotserstellung insbesondere bei der Ertüchtigung von Bestandsanlagen ein sehr zeitaufwendiger Prozess. Jede Anlage muss individuell konfiguriert und an die technischen Gegebenheiten des Gebäudes und die Gewohnheiten der Nutzer*innen angepasst werden. Dies gilt besonders bei komplexen und nachhaltigen Systemen, wie z.B. Wärmepumpen, Brennstoffzellen und solarunterstützten Hybridsystemen. Im Projekt »DiBesAnSHK« wird ein Tool entwickelt, das durch Software-Lösungen das Sanitär-, Heizungs- und Klima (SHK)-Handwerk bei der Bestandsaufnahme und Angebotserstellung entlastet. Damit soll der Prozess zum Austausch der Bestandsanlagen verbessert werden, soll die Energiewende unterstützt werden. | Laufzeit: 09/2021 - 08/2024

Die Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden wird in der Regel als Anlagenschema dokumentiert. Diese Schemata enthalten für Planer der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA), Betreiber und Monitoring-Dienstleister wichtige Informationen über die Komponenten der Anlage sowie über ihre Topologie. Allerdings liegen diese Schemata oft nur in Papierform, als CAD- oder pdf-Datei vor, d.h. die Informationen sind unzureichend digital zugänglich. Im Projekt »DiMASH« entwickeln wir innovative Verfahren, um die in einem Anlagenschema enthaltenen heterogenen Informationen und Zusammenhänge digital zu erfassen und zu verknüpfen. Das digitale Anlagenschema kann anschließend dazu genutzt werden, ein Sanierungsvorhaben oder ein technisches Monitoring zu unterstützen. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2025

Im Projekt ADAPTeR werden digitale Methoden entwickelt, um Heizungsanlagen in Mehrfamilienhäusern energieeffizienter und zuverlässiger zu betreiben. Dazu werden Messdaten, Wartungsinformationen und technische Spezifikationen in einem digitalen Anlagendatenblatt zusammengeführt und mit innovativen Data-Fusion- und KI-Verfahren ausgewertet. Das Konsortium aus Green Fusion, B&O Service, HAW Hamburg und Fraunhofer ISE ermöglicht so zustandsbasierte und vorausschauende Wartung, reduziert Energieverbrauch, CO₂-Emissionen und Kosten und unterstützt Fachpersonal durch klare Entscheidungshilfen. | Laufzeit: 11/2025 - 10/2028

Ziel des Projektes ist es neuartige Wärme- und Kälteerzeugungstechnologien sowie neue Lösungen zur Steigerung und Qualitätssicherung der Energieeffizienz und zur Integration erneuerbarer Energien in 3 Case Studies - in Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) und Industrie - zu demonstrieren. Es soll gezeigt werden, wie die einzelnen Sektoren Strom, Wärme und Kälte effizient gestaltet werden können und durch eine Verknüpfung das Potenzial zur Flexibilisierung in der Industrie und im GHD-Sektor gehoben werden kann. Hierfür werden Markt- und Betreibermodelle entwickelt, die die Schnittstellen der Sektoren adressieren und die Einbindung der GHD- und Industriebetriebe in die Energiewirtschaft schaffen. | Laufzeit: 10/2017 - 01/2021

Im Rahmen des Projektes »FoFeBat« erfolgt der Aufbau einer Forschungsfertigung für Batteriezellen. Dabei werden alle Produktionsschritte vom Mischen der Elektrodenmaterialien bis zur Formierung der Zellen abgedeckt. Das Fraunhofer ISE unterstützt in Teilprojekt 1 den Aufbau der Forschungsfertigung u. a. in den Bereichen Formierung und End-of-Line Qualitätssicherung sowie in den Feldern der energetisch effizienten Gebäudebetriebsführung, der Trockenraumauslegung und der techno-ökonomischen Bewertung von Betriebsszenarien. In Teilprojekt 2 ist das Fraunhofer ISE bei Technologiescreening für zukünftige Innovationsmodule sowie der Entwicklung des Pipelineprozesses zur Umsetzung dieser beteiligt. In Teilprojekt 3 wird vom Fraunhofer ISE ein Mini-Environment Teststand geplant und aufgebaut, der Untersuchungen zu optimierten Luftführung und energetisch optimierten Betrieb ermöglicht. | Laufzeit: 10/2019 - 12/2027

Durch das Technisches Monitoring (TMon) kann der Energieverbrauch von Gebäuden um bis zu 20 % gesenkt werden. Fachkräftemangel und manuelle Schritte bremsen jedoch die flächendeckende Umsetzung. Im FuE-Projekt »GraphEET« entwickeln das Fraunhofer ISE und die Hochschule Offenburg zusammen mit Industriepartnern einen datenbasierten TMon-Workflow. Ziel ist es, hybride KI-Verfahren für die Erkennung von Datenpunkten und Anlagentopologien zu entwickeln und die erkannten Objekte und Strukturen in digitalen Zwillingen als Knowledge Graphs abzubilden. Prüftemplates, Fehlerdiagnosen und mobile Messaufgaben sollen somit automatisiert angewendet werden können. | Laufzeit: 07/2025 - 06/2028

Projekt im Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude, Thema: Betriebsführung von Gebäuden, Gebäudesystemtechnik, Laufzeit: September 2015 - August 2019

Projekt im Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude, Themen: Wärmepumpen, Niedertemperatur-Solarthermie Laufzeit: 12/2019 - 11/2024