EDGE zielt darauf ab, die Gesamteffizienz von Eigenverbrauchssystemen, v. a. im Teillastbereich, deutlich zu erhöhen. Hierzu sollen Betriebsführungsstrategien und neue leistungselektronische Ansätze zur verlustarmen Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlung erarbeitet werden. MSB konzentriert sich dabei auf die Untersuchung und Optimierung der Netzankopplung (Wechselrichter, Netz- und Anlagenschutz). Außerdem verantwortet MSB die Gesamtgeräteintegration. Dabei sollen spezifische Fragen der Systemsteuerung und Versorgung betrachtet werden. Eine Vielzahl von Steuer-, Versorgungs- und Hilfsfunktionen macht den Betrieb eines Batteriespeichersystems überhaupt erst möglich, bei der bisherigen Optimierung von Speichern wurden diese aber nur wenig untersucht. Das übergeordnete Ziel des Teilprojekts besteht (ausgehend von der Gesamtsystemverantwortung) in der Betrachtung von Optimierungsansätzen aus systemischer Sicht (komponentenübergreifend). Die Grundlage des Projekts bildet ein detailliertes Benchmarking anhand vorhandener Technik. Bereits hier werden Fragen der Clusterung der Baugruppen nach deren Notwendigkeit im jeweiligen Betriebszustand (Volllast, Teillast, Standby etc.) analysiert. Es folgen Untersuchungen zu Eigenverbrauchs-unterstützenden leistungselektronischen Topologien. Gemeinsam mit den Partnern wird daraus ein komponentenspezifisches Standby-Management erarbeitet. Parallel werden Fragen der internen und externen Systemkommunikation untersucht. Diese Aufgaben münden in einer konkreten Schaltungsentwicklung für die Komponenten 'Wechselrichter' und 'Systemsteuerung/Versorgung'. Begleitet wird dies durch Untersuchungen zum thermischen Verhalten und zur elektromagnetischen Verträglichkeit. Auch erfolgen bei MSB die mechanische Gesamtkonstruktion und Aufbau / Inbetriebnahme eines Demonstrators. Die Evaluierung des Demonstrators, in welcher MSB neben der Betrachtung der o.g. Teilkomponenten vor allem gesamt-systemische Aspekte bewertet, schließt das Projekt ab.
Im Teilprojekt Smart Klima soll der Energiebedarf im Konfektions- und Verpackungsbereich von Schokoladenprodukten minimiert werden. Heute wird der beschriebene Produktionsbereich unabhängig von Produktionen auf 18°C bei 50% Luftfeuchte klimatisiert. Die Grundidee des Projektes besteht daher in der Umsetzung einer lokal begrenzten Kühlung der Produkte, verbunden mit einer intelligenten Regelung der Gebäudetechnik. Dies muss in Abstimmung mit der Produktionsplanung und entsprechenden Vor- und Nachlaufzeiten erfolgen. Durch eine (teilweise) Kapselung der Produkttransporteinrichtungen / Maschinen kann das zu konditionierende Luftvolumen für die Produktkühlung drastisch reduziert werden. Hierdurch fällt ein erheblich geringerer Kältebedarf für die zu klimatisierende Halle an. Gleichzeitig lässt sich einfacher, in produktionsfreien Zeiten, ein sicherer Stand-by-Betrieb realisieren, da für die Abkühlung des gekapselten Raumes bei (Wieder-) Anfahren der Produktion wesentlich geringere Vorlaufzeiten notwendig sind. Um den IST-Zustand der aktuell relevanten Produktion zu erfassen und spätere Energieeinsparungen zu quantifizieren muss im ersten Schritt ein (EMS) Energie-Monitoring-System installiert werden. Parallel läuft an der Universität Kassel die Erprobung einer (teilweisen) Kapselung des Produktfördersystems. Anschließend wird die Kapselung auf die Produktion bei Ferrero übertragen und installiert. Wobei die Kälte, nach einer ersten überschlägigen Kalkulation, über eine Absorptionskältemaschine bereitgestellt werden soll. Durch die Kopplung mit einer intelligenten und vorausschauenden Steuerung soll schließlich eine signifikante Energieeinsparung realisiert werden.
Ziel ist die Erarbeitung von Schaltungs- und Systemkonzepten für ACDC-Wandler (Gleichrichter) zum direkten Anschluss eines ICs (Integrated Circuit, Integrierte Schaltung) bzw. daraus aufgebauter Elektroniksysteme am 230V-Netz (bzw. 110V-Netz) mit der Motivation, externe Netzteile einzusparen und optimale Leistungseffizienz betriebsabhängig einzustellen. Dies ist unter anderem für mobile Anwendungen von großer Bedeutung. Als weiterer wesentlicher Vorteil kann die Verlustleistung individuell für jeden Verbraucher minimiert werden durch intelligente Regelung im ACDC-Wandler. Dies betrifft speziell auch die Standby-Versorgung, bei der konventionelle Netzteile in der Gesamtheit sehr hohe Energieverluste verursachen. Der erwartete technische Fortschritt ermöglicht effizientere, kompaktere und intelligentere Energiemanagementsysteme für Industrie und Kleinverbraucher. Das Vorhaben adressiert thematisch unmittelbar das in der Hightech-Strategie der Bundesregierung genannte Bedarfsfeld Klima/Energie mit einem Schwerpunkt auf der Ausbildung von hochqualifizierten Nachwuchsingenieuren. Neben der Projektkoordination und der Erarbeitung des Anforderungsprofils, sind je als ein Arbeitspaket Schaltungs- und Systemkonzepte für Vollintegration bzw. Teilintegration vorgesehen. In einem weiteren Arbeitspakt soll in Zusammenarbeit mit dem Institut für Halbleitertechnologie der Universität Stuttgart die Integration von Induktivitäten einschließlich eines Mikro-Transformators erforscht werden.
Ziel der Projektidee ist es, die Werkzeugmaschinen innerhalb einer automatisierten Fertigungslinie mittels eines softwarebasierten Stand-by-Managers in den Ruhezustand zu versetzten respektive diese zu reaktivieren und so den Energiebedarf signifikant zu reduzieren. Der Stand-by-Manager bezieht Daten und Informationen aus Teilsystemen des Produktionsprozesses und errechnet anhand dieser, wann und wie lange geplante oder ungeplante Pausen im Produktionsablauf auftreten. Die zeitlich prognostizierten Pausen und deren Dauer werden den Werkzeugmaschinen übermittelt, wodurch diese befähigt werden einen energetisch optimalen Betriebszustand einzunehmen. Der Fokus richtet sich anfänglich aufgrund umfangreicher Projekterfahrung in diesem Bereich auf die deutsche Automobilproduktion und deren Zulieferindustrie. Das Kerngeschäft ist der Vertrieb des Stand-by-Managers, sowie die kundenspezifische Anpassung der Software. Zusätzlich werden Service- und Wartungsverträge rund um den Stand-by-Manager angeboten. Ein Nebengeschäft besteht in der Durchführung von Schulungen im Bereich der Steuerungstechnik insbesondere für Produktionsplaner. Der Projektplan sieht vor, die Entwicklung des Stand-by-Managers fortzuführen. Ein erster Beta-Test wird im Rahmen eines Referenzprojektes erfolgen. Anschließend werden die gewonnen Erkenntnisse für eine Analyse- und Optimierungsphase genutzt. Parallel dazu erfolgen das Marketing und die Kundenakquise. Dafür werden bestehende Kontakte aus vorangegangenen Projekten gezielt angesprochen. Zusätzlich erfolgt das Publizieren in Fachzeitschriften sowie ein verstärktes Engagement in Arbeitsgruppen und Gremien. Das Eingehen von strategischen Partnerschaften wird ebenfalls bewertet und evtl. fokussiert. Ab dem dritten Quartal 2016 ist der Stand-by-Manager marktreif und der Markteintritt wird angestrebt.
Brennstoffzellen sind hocheffiziente, elektrochemische Energiewandler, die geräuscharm und mit vergleichsweise geringen Schadstoffemissionen aus Brenn- oder Kraftstoff direkt elektrischen Strom erzeugen. Als externe netzunabhängige Energieversorgung sind sie eine interessante Alternative zu aktuell erhältlichen technischen Lösungen. Insbesondere der Freizeitmarkt stellt ein Einsatzgebiet für Brennstoffzellensysteme auf Basis flüssiger Brennstoffe dar. Mit einer elektrischen Leistung von 3 kWel wird eine ausreichende Bordstromversorgung und die Möglichkeit zur Klimatisierung von Reisemobilen oder Yachten geschaffen. In diesem Leistungsbereich sind bisher nur mit benzin- bzw. dieselbetriebene Stromgeneratoren auf Basis von Verbrennungsmotoren am Markt verfügbar. Der Einsatz von verbrennungsmotorischen Generatoren ist jedoch oftmals im Hafenbereich oder auf Stellplätzen für Reisemobile auf Grund von Lärm- und Emissionsschutzvorgaben nur beschränkt zulässig. Für Anwendungen von Brennstoffzellensystemen in Reisemobilen oder auf Yachten ist Diesel aufgrund der Energiedichte, der Verfügbarkeit und der geringen Sicherheitsanforderungen der bevorzugte Energieträger. Erfolgreiche Arbeiten aus den MÖWE-Vorgängerprojekten zeigen, dass die Kopplung eines Brenngaserzeugers basierend auf der Dampfreformierung von Diesel mit einer LT-PEM Brennstoffzelle eine effiziente und umsetzbare Lösung ist. Die Ergebnisse belegen außerdem, dass die beteiligten Prozesse dauerhaft gekoppelt betrieben werden können. Auf Basis von weiteren Forschungsaktivitäten besteht eine reelle Chance diese Technologie in einer großen Bandbreite von mobilen und stationären Applikationen bis zur Marktreife zu entwickeln. Arbeitsziele des Projekts: Nachweis der technischen Reife der Entwicklung eines modular aufgebauten, mit Diesel betriebenen Brennstoffzellen-Systems (Dampfreformer- und PEM-BZ-Modul im Leistungsbereich 3 kWel) durch einen Demonstrator. Arbeitsschwerpunkte: - Optimierung der Komponenten und der Systemverschaltung zur Sicherstellung der technischen und kommerziellen Ziele und zur Reduktion der Systemkomplexität - Optimierung der Prozessführung, insbesondere Reduktion der Startzeit und Umsetzung des Stand-by-Betriebs des Brenngaserzeugers ohne Brennstoffzelle - Benchmarking von PEM-Brennstoffzellen mit unterschiedlichen MEA-Technologien (LT-PEM, HT-PEM) - Aufbau eines Gesamtsystems zur Demonstration eines autarken Betriebs. Arbeitsaufgaben OWI - Projektkoordination - Konzeption, Aufbau und Betrieb des Gesamtsystems - Einzelkomponententests.