Forschungsprojekte

Wärmepumpen stellen eine effektive Lösung dar, um den Energieverbrauch und die Umweltbelastung von Gebäuden zu verringern und erneuerbare Energien in die Wärmeversorgung einzubringen. Allerdings entspricht die tatsächliche Effizienz von Wärmepumpen in der Praxis nicht immer den Erwartungen. Neben hohen auftretenden Wärmeverlusten wird die Energieeffizienz durch eine nicht passende Anlagenauslegung, durch Fehlparametrierung der Wärmepumpenregelung und durch unerkannte Betriebsdefizite vermindert. Gegenstand des »AI4HP«-Projekts ist deswegen die Entwicklung einer neuen Generation von "intelligenten Wärmepumpen", die sich mit Hilfe von Künstlichen Neuronalen Netzen adaptiv an eine sich verändernde Randbedingungen anpasst und damit die Energieeffizienz unter Einhaltung des Nutzerkomforts erhöht. | Laufzeit: 09/2021 - 08/2024

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

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, Thema: Lüftung, Klima, Kälte; Betriebsführung von Gebäuden; Wärmepumpen, Laufzeit: 03/2021 - 04/2025

Projekt in den Geschäftsfeldern Energieeffiziente Gebäude; Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme; Themen: Betriebsführung von Gebäuden; Gebäudesystemtechnik; Systemintegration - Strom, Wärme, Gas; Lüftungs- und Klimatechnik; Laufzeit: 01.07.2012-30.11.2016