Laufende Forschungsprojekte

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

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik, Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme; Thema: Photovoltaische Module und Kraftwerke, Intelligente Netze; Arbeitsgebiet: Solare Einstrahlungs- und Leistungsprognosen; Laufzeit: 02/2023 - 01/2026

Im Projekt IntegraTE-XL geht es um wichtige Monitoring-Erkenntnisse von PVT-Kollektoren und Wärmepumpen im Gebäudesektor. Das Projekt ist eine vom BMWI geförderte Initiative, an dem das Fraunhofer ISE gemeinsam mit den Verbundpartnern IGTE (Universität Stuttgart) und dem ISFH seit 2019 forscht. An bis zu neun Demonstrationsanlangen werden messtechnische Monitorings zur Gebäudeenergieversorgung mit PVT-Kollektoren stattfinden, darunter befinden sich Gebäude aus sämtlichen Zweckbereichen, wie Mehrfamilienhäuser, Gewerbe, Bürogebäude, Industrie. Ziel ist eine Qualitätssicherung sowie eine Qualitätssteigerung dieser energieeffizienten Technologien, denn diese Anlagen sind inzwischen technisch und wirtschaftlich für die thermische und elektrische Energieversorgung attraktiv und sollen daher im Bereich bestehender großer Mehrfamilienhäuser und Gewerbeliegenschaften etabliert werden. Durch die Implementierung von PVT-Anlagen wird erwartet, dass bei einem Technologieanteil von PVT von nur fünf Prozent bei allen neu sanierten Mehrfamilienhäusern in den kommenden 25 Jahren eine Gesamteinsparung von circa 560 Millionen Tonnen CO2 erreicht werden kann. | Laufzeit: 12/2024 - 11/2028

Das Projekt LoCoMoSa zielt darauf ab, ein kosteneffizientes thermisches Energiespeichersystem mit mittlerer bis langer Speicherdauer auf der Basis von geschmolzenem Salz zu entwickeln und zu demonstrieren. Bereitgestellt werden soll Wärme für Industrieprozesse bei Temperaturen von 120 - 450 °C. Durch die Entwicklung eines mit Mittelspannung betriebenen Salzschmelzeheizers werden die Gesamtkosten des Heizers, einschließlich der Installation, erheblich gesenkt. Der Speicher kann zu Zeiten hoher Erträge an günstiger, erneuerbarer Energie geladen werden, was niedrigere Energiekosten und gleichzeitig eine hohe Versorgungssicherheit für die Industrie sicherstellt. Je nach Zielprozess und Charakteristik des lokalen Strommarktes kann die Energie für einige Stunden bis zu einer Woche gespeichert werden. | Laufzeit: 12/2023 - 11/2026

Das Bahnstromnetz verfügt über knapp 8.000 Kilometer eigene Stromleitungen, die sich fast flächendeckend über Deutschland verteilen und mit einer eigenen Frequenz von 16,7 Hertz betrieben werden. Aktuell gibt es noch keine PV-Anlagen entlang der Bahnlinien, die direkt in das Bahnstromnetz einspeisen, da bisher keine Systemtechnik verfügbar ist. Das lokal vorhandene Flächenpotenzial entlang der Bahngleise in Deutschland wird also bisher fast nicht genutzt. Im Projekt PV4Rail soll diese systemtechnische Lücke geschlossen werden, indem Grundlagen erarbeitet und eine optimierte Leistungselektronik und Systemtechnik entwickelt werden.| Laufzeit: 12/2022 - 02/2025

Moore und weitere organische Böden umfassen knapp 7 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche in Deutschland und ihre entwässerungsbasierte Nutzung verursacht aufgrund der Mineralisierung der Torfböden etwa 44% der gesamten Treibhausgas- (THG) Emissionen aus der Landwirtschaft und der landwirtschaftlichen Bodennutzung, ca. 43 Mio t. CO2-Äq. im Jahr 2021 (UBA 2023). Die Wiedervernässung ist die effektivste Maßnahme, um die Emissionen zu reduzieren. Um die selbst gesteckten Klimaziele zu erreichen, müssen in Deutschland mindestens 50.000 ha derzeit entwässerte Moore pro Jahr wiedervernässt werden. Die Kombination von PV-Anlagen und Wiedervernässung könnte ein bedeutender Hebel sei, dieses Ziel zu erreichen. | Laufzeit: 12/2024 - 06/2028

Im Projekt »E-Fuels fürs LÄND« werden im Rahmen einer Machbarkeitsstudie drei Szenarien zur Herstellung nachhaltiger Kraftstoffe für Flugzeuge und Fahrzeuge unter Berücksichtigung einer maximalen Wertschöpfung in Baden-Württemberg, belastbarer Geschäftsmodelle sowie eines schnellen Markthochlaufs detailliert untersucht. | Laufzeit: 12/2024 - 11/2025

Das Projekt WESPE-SHK schafft eine Plattform, die gemeinsam mit dem Handwerk den Einbau- und Auftragsabwicklungsprozess bei der Umrüstung von fossiler Wärmeerzeugung zu Wärmepumpen-basierten Systemen erleichtert. Ziel ist eine deutliche Reduktion der Umrüstungsszeit, damit das Ausbauziel auf über 500.000 Wärmepumpen pro Jahr erreicht werden kann - trotz Fachkräftemangel im Sanitär-Heizungs-Klima-(SHK)-Handwerk als Schlüsselpartner für die Umsetzung der Energiewende im Gebäudesektor. | Laufzeit: 10/2023 - 09/2026

Der Straßengüterverkehr trägt zu 35 % der nationalen Treibhausgas-Emissionen bei. Für die Elektrifizierung des Verkehrssektors spielt der Ausbau der Ladeinfrastruktur eine entscheidende Rolle, um die Akzeptanz und Alltagstauglichkeit vollelektrischer Fahrzeuge zu gewährleisten. Während die Bereitstellung von Ladeleistungen von 11 kW für einen normalen Ladevorgang und 120-400 kW für einen Schnellladevorgang im PKW-Bereich ausreichend sind, stellt die schnelle und sichere Bereitstellung elektrischer Energie für Nutzfahrzeuge durch die erforderliche Energiemenge und Ladezeit eine besondere Herausforderung an das Energiesystem und die angeschlossene Ladeinfrastruktur dar. Die Anforderungen an solche Megawatt-Charging-Systeme (MCS) werden maßgeblich durch das Anforderungsprofil der Nutzenden und durch das resultierende Fahrzeugkonzept festgelegt. | Laufzeit: 01/2022 - 05/2025

Das Projekt WeGenerate ist eine Innovationsmaßnahme im Rahmen von Horizon Europe, die darauf abzielt, die Elemente Mensch und gemeinsames Erschaffen in urbane Erneuerungsprozesse zu integrieren. Es macht sich den Paradigmenwechsel vom Bauen für die Menschen zum Bauen mit den Menschen zu eigen. Wir – Städte, Bürger, Gemeinden, Unternehmen, Forscher und Praktiker – übernehmen die Verantwortung für die Stadterneuerungsprozesse und schaffen gemeinsam nachhaltige, auf Menschen ausgerichtete, barrierefreie und schöne Stadtviertel. Dieses Projekt basiert auf den Geschichten von vier Stadtvierteln und ihren Gemeinden in verschiedenen Teilen Europas. Obwohl sie sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden und mit verschiedenen städtischen Herausforderungen konfrontiert sind, teilen sie die gleiche Vision eines positiven Wandels, und WeGenerate wird ihnen dabei helfen, sich neu zu erfinden.