Forschungsprojekte

85 % des europäischen Gebäudebestands wurde vor 2001 gebaut und entspricht nicht den Niedrigenergiestandards. Um die notwendigen Klimaziele bis 2050 zu erreichen, muss Europa die Renovierungswelle beschleunigen! Für die Gebäudehülle werden im Projekt vier verschiedene Sanierungskonzepte am Beispiel von Demonstrationsgebäuden entwickelt, die auf die Bedürfnisse verschiedener Gebäudetypen, Klimazonen, sozialer Schichten und Nutzerpräferenzen abgestimmt sind. Sie können skaliert und an neue oder bestehende Gebäude in ganz Europa angepasst werden. Das Fraunhofer ISE beschäftigt sich hierbei mit der Integration von Lüftungsleitungen in die modularen, vorgehängten und hinterlüfteten Fassaden. Basierend auf den Erfahrungen aus der zunächst manuellen Planung in 3D-Gebäudemodellen wird anschließend eine Planungssoftware entwickelt, welche automatisiert die optimalen Routen für die Luftleitungen in der Dämmebene der Fassadenmodule ausgibt | Laufzeit: 10/2022 - 09/2026

Die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (»AGEE-Stat«) arbeitet im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, und nukleare Sicherheit (BMU) an wichtigen Datengrundlagen über erneuerbare Energien, die für nationale und internationale Zwecke benötigt werden. Dabei wird sie von der Geschäftsstelle am Umweltbundesamt (UBA) geleitet und wissenschaftlich sowie organisatorisch unterstützt. Im Rahmen des Projekts ist das Fraunhofer ISE für die wissenschaftliche Begleitung in den Bereichen Photovoltaik und Wärmepumpen (Umweltwärme/ oberflächennahe Geothermie) zuständig. | Laufzeit: 04/2019 - 06/2022

Der Landwirtschaftssektor steht vor neuen Herausforderungen. Im Zuge des Klimawandels müssen Strategien entwickelt werden, um negative Auswirkungen auf Ernten zu vermeiden. Der Obstbau in Deutschland ist bereits heute von den Folgen des Klimawandels betroffen: steigende Temperaturen, veränderte Niederschlagsverteilung und immer häufiger eintretende extreme Wetterereignisse wie Hagel und Starkregen. Der Erwerbsobstanbau setzt somit vermehrt Hagelschutznetze und Folien ein, um Qualitäts- und Ertragseinbußen zu verhindern. Im Rahmen des Projekts »APV-Obstbau« soll untersucht werden, inwiefern die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) diese Schutzfunktion im Apfelanbau übernehmen kann, welches Anlagendesign für diese Kultur sinnvoll ist und in welcher Art sich die Agri-PV-Anlage auf die Ernteerträge auswirkt. | Laufzeit: 04/2020 - 03/2025

Im Zeitalter der Digitalisierung stellt sich die Frage wie etablierte Drucktechnologien wie das Flachbett-Siebdruckverfahren in den digitalen Raum überführt werden können. Zentrale Herausforderungen wie die Reduktion der Strukturbreiten oder die Maximierung des Produktionsdurchsatzes könnten mit Hilfe eines digitalen Zwillings kostengünstiger und schneller bearbeitet werden. Das skizzierte Vorhaben stellt einen Ansatz zur Digitalisierung des Flachbett-Siebdruckverfahrens dar und beinhaltet die Optimierung der Produktionsparameter mittels CFD-Simulation und künstlicher Intelligenz, sowie die Einbindung eines Feedback-Loops zur Live-Prozesskontrolle und -anpassung. Das Projektkonsortium deckt einen breiten Bereich der Produktionskette ab und ermöglicht somit eine optimale Zusammenarbeit. | Laufzeit: 04/2023 - 03/2026

In AgriChance werden Chancen und Risiken der AgriPV für Landwirtschaft und Energiewenden in Hamburg untersucht. Die Ergebnisse dienen als Entscheidungshilfevorhaben zur Darlegung des Potenzials, der ökonomischen Betrachtung und der energetischen Integration. | Laufzeit: 11/2022 - 08/2025

Im Forschungsprojekt »AmmoCatCoat« erforscht das Fraunhofer ISE mit Partnern aus der Industrie und Forschung Katalysatoren mit neuartigen biomassebasierten Kohlenstoffen als Ruthenium-Trägermaterial für eine effizientere, nachhaltigere und kostengünstigere Wasserstofferzeugung aus Ammoniak. Die Aktivität von Katalysatoren wird besonders bei niedrigen Prozesstemperaturen evaluiert. Gleichzeitig werden die Kohlenstoffmaterialien so angepasst, dass konventionelle Beschichtungsmethoden verwendet werden können, um zukünftig elektrisch beheizbare Katalysatorträger einsetzen zu können. | Laufzeit: 05/2024 - 04/2027

Mit dem rasanten Ausbau erneuerbarer Energien und dem Markthochlauf der Elektromobilität stehen Betreiber und Nutzer privater sowie halböffentlicher Ladeinfrastruktur (LIS) vor neuen Herausforderungen. Das Innovationsprojekt BALANCE setzt genau hier an: Durch die Entwicklung fortschrittlicher Analysetechniken und die Nutzung von IoT-Daten aus Ladevorgängen, dezentralen Verbrauchern und Erzeugern werden intelligente Prognosen ermöglicht. Diese schaffen die Grundlage für eine bedarfsgerechte Steuerung von Ladevorgängen und Home-Energie-Management-Systemen (HEMS) – ein wichtiger Schritt für Netzstabilität, Energieeffizienz und die Integration erneuerbarer Energien. | Laufzeit: 05/2025 - 10/2026

Elektrische Energiespeicher (EES) sind entscheidend für die Energiewende. Das Projekt BEST verfolgt das Ziel, ein innovatives Verfahren zur Herstellung von trockenprozessierten Batterieelektroden für Zink-Ionen-Batterien zu entwickeln. Dieses Verfahren zielt darauf ab, die Effizienz und Reproduzierbarkeit der Elektrodenproduktion erheblich zu steigern und zeitaufwendige Schritte zu eliminieren. Durch den Einsatz nachhaltiger PFAS-freier Binder in Kombination mit innovativen Technologien streben wir eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Produktion an. | Laufzeit: 02/2025 - 12/2025

Im Projekt »BI-FIT« (Break-In for Fuel Cells Initializing and Testing) untersucht und optimiert das Fraunhofer ISE den Break-In, also den initialen Betrieb der Brennstoffzelle. Dazu wird durch wissenschaftliche, belastbare Analysen und Forschungsarbeiten ein grundlegendes Verständnis der ablaufenden Mechanismen geschaffen und neue Break-In-Konzepte entwickelt, sodass die Dauer des Break-In auf maximal 60 Minuten reduziert werden soll. Das Projekt ist in den Projektverbund »HyFab« eingegliedert, der für die Automobil- und Zuliefererindustrie eine Know-how-Basis schaffen soll, um Technologien zur Brennstoffzellenfertigung erforschen zu können. | Laufzeit: 08/2022 - 07/2025

Effiziente Batteriespeicher gleichen Schwankungen in der erneuerbaren Stromproduktion aus, elektrifizieren den Verkehrssektor und versorgen die Konsumerelektronik mit portabler Energie. Batteriezellen benötigen eine Verschaltung, daher ist die Automatisierung der Batteriespeicherproduktion ein wichtiger Schritt für weniger CO₂-Emissionen, höhere Qualität, geringere Kosten und den Erhalt der Wertschöpfungskompetenz in Deutschland. Die Herausforderungen dieser Produktion liegen in kurzen Prozesszeiten, Flexibilität und Prozessüberwachung. Im Projekt werden daher kollaborative Roboter zur Mensch-Maschine-Interaktion eingesetzt und nicht-invasive Methoden zur Bewertung der Verschaltungsprozesse und der elektrischen Verschaltungsqualität angewendet. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2026