Kl-basierte Charakterisierung und Klassifizierung von PV­-Anlagen zur prädiktiven Wartung (Kick-PV)

Im Projekt „Kick-PV“ werden vier verschiedene Verfahren für eine vorwiegend ferndiagnostische Inspektion photovoltaischer Kraftwerke entwickelt. Es werden einige Pakete von Demonstrator-Software für die Ferndiagnostik geschaffen, die Algorithmen der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens enthalten. Weiterhin wird ein mobiles Labor aufgebaut, basierend auf allgemein verfügbarer Messtechnik und im Projekt entwickelter Demonstrator-Software, welches der Vor-Ort-Diagnose von Fehlern und Degradationsszenarien und der Kalibrierung dient.

Die Motivation für das Projekt ergibt sich aus der Notwendigkeit, Einspeiseausfälle von PV-Anlagen vorausschauend zu vermeiden, gemäß dem wünschenswerten Konzept der prädiktiven Wartung. Derzeitig verfügbare Verfahren zur ferndiagnostischen Leistungs- und Ertragsbewertung bzw. zur Identifikation von Fehlern und Degradationstypen arbeiten entweder zu langsam oder sind nicht hinreichend präzise.

Nach erfolgreicher Bearbeitung des Projektes werden zukünftig Leistungseinbrüche in Teilen von PV-Kraftwerken sehr früh in Stärke und Ursache erkannt, was PV-Anlagen-Betreiber sicher vor finanziellen Schäden schützen wird. Das Projekt unterstützt den Ansatz, eine kalkulierbare und stabile Erzeugung von elektrischer Energie durch Photovoltaik zu erreichen und somit die Versorgungssicherheit zukünftiger regenerativer Energiesysteme zu erhöhen.

3D-LID – 3D Leistungstransformatoren mit integrierter Drossel

Magnetische Bauelemente spielen eine wichtige Rolle in vielen leistungselektronischen Schaltungen, zum Beispiel zur galvanischen Trennung oder zur Spannungsanpassung. Die Miniaturisierung dieser Komponenten wird durch steigende Taktfrequenzen moderner Halbleiter ermöglicht, parasitäre Effekte durch hohe Betriebsfrequenzen stellen aber auch Herausforderungen dar.

Climate Active Envelopes

Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Konfigurators zur Erstellung individualisierbarer Wand- und Fassadenelemente, um das lokale urbane Klima im städtischen Gefüge gezielt zu beeinflussen und damit die Bildung von städtischen Wärmeinseln zu reduzieren. Mithilfe datengesteuerter Simulationsmethoden und Methoden der digitalen Fertigung sollen klimaaktive Eigenschaften von Fassaden im urbanen Kontext aktiviert und genutzt werden und so zu einer positiven Transformation der Städte führen. In Demonstrationswänden sollen diese individualisierten Wand- und Fassadenelemente in einem Realmaßstab gefertigt und deren Wandelemente in In-situ-Messungen evaluiert und dokumentiert werden.

Bislang fehlen niederschwellige digitale Softwarelösungen, die gestalterische Freiheit und präzise Simulationen bis hin zu Dateien für die Fertigung in einem Tool vereinen. Ziel ist es daher, Methoden der Produktplattformentwicklung, Modularisierung und Produktkonfiguration anzuwenden, um ein Prozessmodell und einen Konfigurator zu entwickeln, die den Entwurfsprozess mit computergestützter Simulation und der industriellen Produktion integrieren.

Fotokatalytisch aktive Membranen auf Spinnenseidenproteinbasis – überarbeiteter Antrag

Das Konzept sieht vor, fotokatalytische Durchflussmembranen herzustellen, die eine hohe Ausbeute und eine beliebige Skalierung der Wasserstoffproduktion ermöglichen. Als Basismaterial dienen Spinnenseidennanovliesmembranen, die sich durch ihre außergewöhnlich guten mechanischen Eigen­schaften und ihre biologische Abbaubarkeit auszeichnen und bestens als Trägermaterial geeignet sind. Da es sich um rekombinant hergestellte Spinnenseidenproteine handelt, die bereits im Tonnenmaß­stab hergestellt werden können, ist eine gentechnische Modifizierung einfach zugänglich. An derart modifizierten Spinnenseidenmembranen sollen dann die Fotokatalysatoren kovalent und orts­spezifisch gekoppelt werden, um eine maximale katalytisch-aktive Oberfläche zu generieren.

Neben bereits etablierten Nanopartikeln (TiO₂-Nanopartikel) sollen neue Halbleiteroxide (nano­strukturierte Strontiumtitanate mit hohen Oberflächen für hohe fotokatalytische Effizienzen) hergestellt werden, um die Absorption von sichtbarem Licht zu gewährleisten. Dabei sollen vor allem kostengünstige und nachhaltige Synthesen bei niedrigen Temperaturen genutzt werden, da bisher bekannte Synthesen hohe Temperaturen (> 600 °C) für mehrere Tage erfordern.

H2StorFa – Dezentrale Nutzung von Wasserstoff als Energiespeicher an Fabrikstandorten

Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise und des Klimawandels wird die Eigenversorgung von Fabrikstandorten durch regenerative Energieträger zunehmend relevant.