Forschungsprojekte

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

Die Verschmutzung von Spiegeln in solarthermischen Kraftwerken mindert die Erträge und beeinträchtigt so die Wirtschaftlichkeit. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Gerätes zur automatisierten Erfassung von Verschmutzung an Standorten für Solarkraftwerke, sowohl zur Qualifizierung von Standorten als auch im Kraftwerksbetrieb. Da Ertragsminderungen und Reinigungskosten im Betrieb einen signifikanten Beitrag zur Wirtschaftlichkeit solarer Kraftwerke darstellen, ist eine bessere Kenntnis der Verschmutzungscharakteristika an einem Standort ein hilfreiches Kriterium bei der Standortwahl und der Qualifizierung eines Kraftwerksprojekts für die Finanzierung und trägt im Betrieb dazu bei, die Reinigungszyklen zu optimieren. | Laufzeit: 08/2014 - 05/2018

Im Projekt »AVUSPro« wird ein Gerät zur automatisierten Erfassung von Verschmutzung weiterentwickelt und Prototypen an Standorten mit unterschiedlichen Umwelt-bedingungen erprobt. Weiter werden Methoden zur verbesserten Standortcharakterisierung und zum verbesserten Betrieb solarthermischer Kraftwerke entwickelt. Hier sind zum Beispiel die optimierte Reinigung und die Analyse von Verschmutzungsprozessen wichtige Bausteine. | Laufzeit: 07/2019 - 07/2023

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

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

Projekt im Geschäftsfeld: Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme, Thema: Energiesystemanalyse, Laufzeit: 02/2020 - 02/2021

In Kuwait soll auf einer Fläche von 100 km² ein Kraftwerkspark aus Wind-, CSP- und PV-Technologien mit einer Gesamtkapazität von 2 GW in drei Ausbaustufen gebaut werden. Insgesamt 14 potenzielle Technologien wurden im Rahmen der Studie ausgewählt und für den Einsatz im Park techno-ökonomisch bewertet. Um für verschiedene Szenarien die optimale Technologiezusammensetzung zu erhalten, definierte das Fraunhofer ISE Bewertungskriterien und entwickelte ein Optimierungsverfahren. Ein wichtiges Kriterium hierbei ist die Möglichkeit mit dem Kraftwerkspark, die in Kuwait ausgeprägten Lastspitzen abzudecken. Die Optimierung berücksichtigt neben technischen auch sozio-ökonomische Faktoren sowie eine prognostizierte Kostenentwicklung bis zur letzten Ausbaustufe in 2030. | Laufzeit: 2013

Bauwerksintegrierte Solarthermie kann höhere Erträge zu niedrigeren Kosten ermöglichen. Um der Architektur mehr Gestaltungsmöglichkeiten zu geben, werden im Forschungsprojekt »ArKol« zwei neuartige Fassadenkollektoren von der Idee bis zur Anwendungsreife entwickelt. Zum einen wird ein Streifenkollektor entwickelt, der hohe Effizienz bietet, wobei der Streifenabstand und das Material zwischen den Streifen frei gewählt werden können. Zum anderen wird eine solarthermische Jalousie entwickelt, die z. B. zwischen Glasscheiben eingesetzt werden kann. Die Jalousie ist dabei so beweglich wie eine normale Jalousie, liefert aber gleichzeitig erneuerbare Wärme und verringert den g-Wert. Beide Technologien nutzen Heat-Pipes, was eine hohe Flexibilität im Kollektordesign ermöglicht. | Laufzeit: 01/2016 - 02/2020