Laufende Forschungsprojekte

Kleine und mittlere Fernwärmenetze im Bestand werden zu einem wesentlichen Anteil auf Basis von fossilem Gas mittels Blockheizkraftwerken (BHKW) versorgt. Die anstehende Transformation der Erzeugerstandorte hin zu wärmepumpenbasierten Systemen ist mit großen Herausforderungen verbunden. So sollen zum einen deutlich weniger CO2-Emissionen generiert werden, zum anderen kommt es zu Veränderungen in den versorgten Wärmenetzen durch Sanierung, Nachverdichtung und dem Anschluss von neuen Gebieten. Das Projekt »TrafoWärmeNetz« unterstützt hier mit Knowhow, indem in einem Tool technisches und planerisches Wissen über alle Leistungsphasen nach der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) hinweg aufgebaut und gebündelt wird. Damit lässt sich ein systematischer und standarisierter Umstellungsprozess unter einer konsequenten Vergleichbarkeit der individuellen Vorhaben ermöglichen. | Laufzeit: 01/2024 - 12/2026

In ländlichen Regionen des afrikanischen Kontinents stellt für eine flächendeckende medizinische Versorgung der Menschen oftmals die schlechte Erreichbarkeit ein großes Hindernis dar. Im Projekt »PreCare – Health Care for Everyone and Everywhere« entwickelt ein internationales Team zweier Fraunhofer-Institute und der Universität-Stellenbosch kostengünstige modulare Lösungen für Pickups, mit denen vorklinische Untersuchungen, Tests und Impfungen auch in unzugänglicheren Gebieten möglich werden. | Laufzeit: 10/2022 - 03/2024

Konzentrierende Solarkollektoren sind eine Schlüsseltechnologie für die Wärmewende. Untersuchungen zeigen, dass sie auch in Deutschland als kosteneffizienter Ersatz von fossilen Brennstoffen einen erheblichen Beitrag zur Wärmeversorgung leisten können. Sie liefern hohe Erträge bei Temperaturen auch weit über 100°C (Abbildung 1). Mit den konzentrierenden Solartechnologien eröffnet sich eine tragfähige Säule zur regenerativen Wärmeversorgung in Deutschland. Das Projekt ProSolNetz leistet einen Beitrag, um das Wissen um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der konzentrierenden Solarthermie, auch in Kombination mit anderen erneuerbare Energietechnologien, zu verbreiten. Kommunal- und Anlagenplanern werden Werkzeuge zur Verfügung gestellt, die eine zügige Markteinführung ermöglichen. | Laufzeit: 05/2024 - 04/2027

Mit dem Projekt »PoWerD« wird der Ausbau von Power-to-Hydrogen (PtH2)-Anlagen, also Elektrolyseuren, vorangetrieben. Ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen, Universitäten und Industrie stellt seit Mai 2025 einen frei zugänglichen Online-Atlas für potenziell geeignete Standortoptionen von Elektrolyseuren bereit. Damit unterstützen wir Unternehmen bei der Standortsuche für Elektrolyseure und geben Projektentwicklern für Wasserstoffanlagen ein einfaches Planungstool an die Hand. Laufzeit: 07/2022 - 03/2025

PV-Anlagen nach der EEG-Förderung: Eine neue Phase beginnt Mit dem Inkrafttreten des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 wurde in Deutschland der Grundstein für den Ausbau der Photovoltaik gelegt. Das Gesetz schuf attraktive Vergütungssätze für Solarstrom und löste damit eine erste große Welle von PV-Installationen aus. Auch in unserem Versorgungsgebiet – insbesondere in den Jahren 2004 bis 2008 – entstanden zahlreiche Anlagen, die durch die EEG-Vergütung wirtschaftlich betrieben werden konnten. Heute, rund 20 Jahre später, fallen die ersten dieser Anlagen aus der gesetzlichen Förderung. Für viele weitere Anlagenbetreiber nähert sich das Ende der EEG-Vergütung in den kommenden Jahren. Damit beginnt eine neue Phase für die Nutzung von Solarstrom – mit neuen Herausforderungen, aber auch mit neuen Chancen. | Laufzeit: 10/2024 - 03/2027

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

Wie wirtschaftlich ist solarthermische Prozesswärme in Deutschland, welche Rolle spielen etwa die Investitionszuschüsse aus dem Förderprogramm EEW dabei und wie stellt sich die Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu fossiler Wärmegestehung dar? Diese Fragen standen im Zentrum unserer Studie zur Dekarbonisierung industrieller Wärme durch solarthermische Prozesswärme. Bewertet wurden verschiedene Kollektortechnologien, Temperaturbereiche und Standorte mittels dynamischer Simulationen und detaillierter Kostenmodelle. Die Ergebnisse zeigen, unter welchen Bedingungen Solarthermie bereits heute eine wettbewerbsfähige und klimafreundliche Alternative zur konventionellen Wärmeerzeugung sein kann. | Laufzeit: 07/2024 - 12/2024

Mit dem Markthochlauf der Elektromobilität wächst die Nachfrage nach Ladeinfrastrukturen rasant. Die junge Branche weist bereits jetzt mehr als 50 Anbieter auf und bietet mehrere hundert Wallbox-Lösungen an. Vorrangiges Ziel des Projekts »Wallbox-Inspektion« ist es, neue Verfahren zur Bewertung der Qualität von uni- und bidirektionalen Wallbox-Lösungen für private Elektrofahrzeuge zu entwickeln und als Industriestandard zu etablieren. Kern der Prüfverfahren ist ein Qualitätsvergleich inkl. der Bewertung von Effizienz und Regelgüte für smartes solares Laden und Rückspeisung (»Vehicle to Home« – V2H). Die vom Industriebeirat bereitgestellten Wallbox-Energiemanagement-Lösungen sowie zusätzlich am Markt erhältliche Produkte sollen unter identischen und realitätsnahen Betriebsbedingungen im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE getestet werden. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2026

Innovative Fertigungstechnologien z.B. für großflächige Displays ermöglichen die kostengünstige Herstellung von Einheiten aus tausenden verschalteten Halbleiterbauelementen durch Miniaturisierung, additive Fertigung, Parallelisierung, und Selbstausrichtung. Die Zielsetzung des Verbundprojekts »micro-CPV« ist die Entwicklung eines Konzentratorphotovoltaik-(CPV-) Moduls auf Basis dieser Technologien, um hohe PV-Leistung bei gleichzeitiger Ausnutzung von Kostensenkungspotenzialen in der Fertigung zu erreichen. | Laufzeit: 04/2020 - 12/2024

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