Alle Forschungsprojekte

Im Zuge der Energiewende nimmt der Anteil stromrichterbasierter Erzeugungsanlagen im Stromnetz rasant zu, während gleichzeitig konventionelle Kraftwerke vom Netz gehen. Dies stellt neue Herausforderungen für die Systemstabilität dar, insbesondere durch den Wegfall netzbildender Anlagen und die Verringerung des effektiven Kurzschlussverhältnisses. Die Roadmap »Systemstabilität« der Bundesregierung sieht vor, dass zukünftig auch stromrichterbasierte Anlagen zur Netzstabilität beitragen müssen. Um frühzeitig praktische Erfahrungen mit NBWR im realen Verteilnetz zu sammeln, wird im Projekt »SUREVIVE – Stabilitäts-Versuche zur Momentanreserve-Erbringung aus Verteilnetz -Anlagen« ein Feldtest mit mehreren dezentralen NBWR durchgeführt. Die Pilotanlagen werden an der HS/MS-Umspannebene angeschlossen – dort, wo ab 2027 die ersten netzbildenden Anlagen über marktliche Beschaffungsprozesse eingeführt werden. | Laufzeit: 07/2024 - 06/2028

Im Rahmen des Vorhabens »OptiCorr« wurden Maßnahmen zur thermischen Optimierung des Nassendes einer Wellpappenanlage für die Produktion von klimaverträglicherer Wellpappe entwickelt. Zur Produktion von Wellpappe werden große Mengen an thermischer und elektrischer Energie benötigt, wobei sich diese in 85 % thermische Energie und 15 % elektrische Energie aufteilt. Die thermische Energie wird durch Dampf bereitgestellt, der in fossil befeuerten Dampfkesseln erzeugt wird. | Laufzeit: 09/2024 - 03/2026

Die Industrie sucht nach Wegen zur schnellen, kostengünstigen Dekarbonisierung von Prozesswärme, doch es fehlt an einfachen, ganzheitlichen Methoden. Das Projekt »DekarbBeschleuniger« schließt diese Lücke: Untersucht wird eine durchgängige »Toolbox« zur ökonomisch und ökologisch optimierten Integration von erneuerbaren Energien und Wärmerückgewinnung in industrielle Prozesse. Der Mehrwert: Unternehmen können damit Transformationspfade zur Klimaneutralität künftig mit geringem Aufwand und zu niedrigen Kosten planen, CO₂-Emissionen zeitnah senken und Wettbewerbsvorteile realisieren. | Laufzeit: 08/2026 - 07/2029

Mit dem rasanten Ausbau der Photovoltaik wachsen die Anforderungen an Wechselrichter: Sie müssen Strom nicht mehr nur effizient umwandeln, sondern auch für die Stabilität des Energiesystems sorgen. Das EU-Projekt »IN.SPIRE« entwickelt und demonstriert zwei Prototypen intelligenter Wechselrichter für Nieder- und Mittelspannung, die von innovativer Leistungselektronik und netzbildender Regelung bis hin zu neuartigen Reflexfunktionen im Rahmen der Cybersicherheit reichen. Dreizehn Partner aus Industrie und Forschung realisieren damit zukunftsweisende Lösungen. Diese machen PV-Anlagen technisch leistungsfähiger, kompatibler und ressourcenschonender, um eine sichere europäische Energiewende zu ermöglichen. | Laufzeit: 05/2026 - 10/2029

Sichere, langlebige und wettbewerbsfähige Batteriezellen sind Voraussetzung für Elektromobilität und stationäre Energiespeicher. Beim Hochlauf neuer Fertigungslinien entstehen jedoch hohe Ausschussraten und damit vermeidbare Kosten und CO₂-Emissionen. Im Projekt »BatterSense« überträgt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit V4SMART, PVA TePla AS, VARTA Microbattery und der RWTH Aachen die Scanning Acoustic Microscopy (SAM) auf zylindrische Batteriezellen. Das Ultraschallverfahren blickt zerstörungsfrei in das Zellinnere. Methoden der Künstlichen Intelligenz erkennen darin Fehlermuster und liefern Hinweise zur Prozessoptimierung. | Laufzeit: 07/2026 - 06/2029

Im Projekt »LCR290 - Low charge HP solutions« entwickelte das Fraunhofer ISE gemeinsam mit 20 Unternehmen praxistaugliche Wärmepumpenlösungen mit dem natürlichen Kältemittel Propan (R290). Sie sollen Gas- und Ölheizungen in Bestands-Mehrfamilienhäusern ersetzen – von Etagenheizungen bis zu zentralen Anlagen in Innen- und Außenaufstellung. Die Konzepte berücksichtigen unterschiedliche Gebäude, Wärmequellen und Platzverhältnisse und ebnen den Weg für einen sicheren, effizienten und wirtschaftlichen Hochlauf klimafreundlicher Heiztechnik im Gebäudebestand der Wohnungswirtschaft. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2025

Im Zuge des Ausbaus von erneuerbaren Stromquellen wird der Bedarf an stationären Speichern erheblich zunehmen, um die steigende Volatilität in der Stromerzeugung durch den fortwährenden Zubau von regenerativen Energiequellen wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen zu minimieren. Dafür bedarf es einer weiteren Steigerung der Attraktivität von elektrochemischen Energiespeichern. Die größten Kritikpunkte sind dabei immer noch die (zu) hohen Anschaffungskosten, insbesondere verursacht durch die hohen Kosten der Batteriezellen sowie die Nachhaltigkeit der Batterien hinsichtlich kritischer Rohstoffe. Alle genannten Aspekte sollen im Vorhaben »StrOboBatt« adressiert werden. Die Aktivmaterialien selbst stehen dabei im Fokus. Ebenso soll die globale Abhängigkeit von bestimmten Rohstoffen durch die genutzten Materialien minimiert und die Nachhaltigkeit der Batteriezellen verbessert werden. | Laufzeit: 06/2024 - 05/2027

Die Wärmewende erfordert eine deutlich effizientere Ausnutzung der mittels Fernwärme an ein Gebäude übergebenen Wärme. Weiterhin gilt es, ein insgesamt niedrigeres Temperaturniveau zu erreichen, um erneuerbare Quellen effektiv für die Erzeugung von Raumwärme sowie Trinkwarmwasser nutzbar zu machen sowie die Kapazitäten von Fernwärmeleitungen möglichst maximal auszunutzen. Der gesetzlich vorgeschriebene hydraulische Abgleich ist hierfür ein wichtiger Schritt. Dieser wird durch Fachpersonal in einem händischen und sehr kleinteiligen Verfahren ausgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches mittels Messdaten kontinuierlich die Gebäude ermittelt, in denen tatsächlich ein Handlungsbedarf besteht. Damit soll gewährleistet werden, dass die für die Umsetzung der Wärmewende relevanten Ressourcen an SHK-Fachpersonal gezielter eingesetzt werden können. | Duration: 01/2026 - 12/2029

In der frühen Produktionsphase von Batteriezellen ist die Ausschussquote besonders hoch, da konventionelle End-of-Line-Prüfungen primär den Gesamtzustand erfassen und kleine Defekte übersehen können. Im Projekt »Quaze« entwickeln wir gemeinsam mit Precitec eine zerstörungsfreie Messmethode, die die räumliche Ausdehnung von Pouchzellen während Lade- und Entladezyklen erfasst und daraus ein aussagekräftiges Ausdehnungsfeld rekonstruiert. Auf diese Weise soll das »gute« Ausdehnungsverhalten eruiert werden, das auf die defektfreien Zellen verweist. Eine KI bewertet die Messdaten, erkennt Abweichungen vom »guten« Referenzmuster und liefert Hinweise auf fehlerhafte Prozessschritte. So werden Korrekturmaßnahmen beschleunigt, Ausschuss und Kosten reduziert und die Umweltbilanz der Zellproduktion insgesamt verbessert. | Laufzeit: 04/2023 - 09/2026

Projekt im Geschäftsfeld: Wasserstofftechnologien und Elektrische Energiespeicher; Thema: Thermochemische Prozesse; Laufzeit: 08/2022 - 06/2026