Das Projekt "Anbahnung und Vorbereitung der Entwicklung eines Wattmeters für die Messung von Verlustleistung in den induktiven Bauelemente bei der nicht sinusförmige Beströmung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik durchgeführt. Gegenstand des Projektes ist die Vorbereitung der theoretischen Grundlagen, die zur Entwicklung und Erprobung eines Prototyps des neuartigen Wattmeters (Leistungsmessgerätes) für die Ermittlung von Verlustleistung in der induktiven Bauelementen bei der nicht sinusförmigen Beströmung führen soll. Diese Anbahnung soll in einer Zusammenarbeit der HTWG Konstanz und der KPI (Technische Universität) Kiev, Ukraine erfolgen. Es soll die Anbahnung und Vorbereitung des Projektes für die Entwicklung und den Aufbau eines Messplatzes für die Optimierung der Verlustleistung von Drosselspulen und Transformatoren, die in den leistungselektronischen Geräten eingesetzt werden, gefördert werden. Der Einsatz des Wattmeters und Messplatzes wird bedeutende Energieeinsparungen bewirken. Aufbauend auf theoretischen Betrachtungen und experimentellen Untersuchungen soll ein Prototyp entwickelt werden und auf den Standard der industriellen Fertigung gebracht werden. Das Projekt liegt im Bereich der Technologien für Ressourcen, Energieeffizienz und nachhaltige Umwelttechnologien.
Das Projekt "Technologien zur Speicherung und Verteilung von tiefkaltem Wasserstoff als Primärenergieträger in Antrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MT Aerospace AG durchgeführt. Die in diesem Projekt weiterentwickelten neuartigen Technologien im Bereich von additiv gefertigten Hochleistungswerkstoffen ermöglichen es, kryogen gekühlte, hocheffiziente elektrische Antriebssysteme zu realisieren. Hierbei steht insgesamt im Vordergrund, durch die Nutzung von Wasserstoff als Primärenergieträger, die Emissionsbelastung von individualem, dem öffentlichen Personentransport, sowie dem Gütertransport zu reduzieren. Für die MT Aerospace besteht hier ein Eintrittspunkt in die Weiterentwicklung, basierend auf dem derzeitigen Kern-Know-how, Tanks für die Speicherung von tiefkaltem, flüssigen Wasserstoff für die Raumfahrt zu bauen. Ziel der MT Aerospace ist es aus dieser Erfahrung zu profitieren und eine Übertragung des Know-hows in den Transportsektor zu erreichen. Die MT will hier - insbesondere durch neuartige additive Fertigungsverfahren ermöglichen, neue Gestaltungsmöglichkeiten für eine effizientere Bauweise zu Nutzen. Neben einer Verbesserung bei der Auslegung und Gestaltung von klassischen Strukturkomponenten, beispielsweise in, oder im direkten Umfeld der elektrischen Maschine, sollen auch Komponenten im Bereich der H2 Speicherung und Konditionierung in den Fokus gestellt werden. Hierzu zählen beispielsweise Wärmetaucher oder Komponenten, die für einen effizienten Betrieb hohe Wärmeübertragungsraten erreichen müssen - beispielsweise bei der Kühlung / der Wärmeabfuhr hoher elektrischer Verlustleistungen.
Das Projekt "FHprofUnt 2015: Einfluss der Fertigung auf das technische Betriebsverhalten wechselstromgespeister Elektromotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Nürnberg, Georg Simon Ohm, Institut für leistungselektronische Systeme durchgeführt. Energieeffiziente Elektromotoren für die Energiewende. Etwa die Hälfte der in Deutschland erzeugten elektrischen Energie wird durch elektrische Antriebe in mechanische Energie umgewandelt. Der Anteil in der Industrie liegt sogar bei 70 % innerhalb Deutschlands und der EU. An der Technischen Hochschule Nürnberg wird deshalb im Projekt 'impACt B' an der Fakultät Elektrotechnik Feinwerktechnik Informationstechnik die Wirkungsgradsteigerung von Elektromotoren ins Visier genommen. Zentraler Bestandteil eines Elektromotors ist das Blechpaket. Dieses erfährt während seiner Produktion zahlreiche Fertigungseinflüsse, welche sich negativ auf das Betriebsverhalten der Maschine auswirken. In Folge dessen sinkt der Wirkungsgrad, und die Verluste steigen an. Das Projekt 'impACt B - Influence of manufacturing process on AC-motors technical behavior' untersucht den Einfluss der Fertigung auf das technische Betriebsverhalten wechselstromgespeister Elektromotoren. Ziel der Forscher ist es, die Produktion und das Maschinendesign so zu gestalten, dass die negativen Bearbeitungseinflüsse minimiert werden. Dafür ist es allerdings notwendig, den Einfluss der einzelnen Fertigungsschritte genau zu kennen. Ausgangspunkt ist der Werkstoff Elektroband, welches aus Eisenlegierungen besteht. Dieses wird meist durch Stanzen zu Elektroblechen verarbeitet. Der Motorenhersteller verbindet die Elektrobleche zu Paketen und fertigt den endgültigen Motor. Am Projekt sind drei große Partner beteiligt: Ein Elektroblechhersteller, ein Stanzbetrieb und ein Elektromaschinenbauer mit der Endmontage. Dadurch wird die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet und mit der TH Nürnberg als wissenschaftlicher Partner eine Bündelung der Kernkompetenzen erreicht, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Schwerpunkt werden analytische Vorausberechnungen der Verluste aufgrund der einzelnen Fertigungsschritte sein. Die Ergebnisse sollen anhand von Finite-Element Simulationen bestätigt werden. Messungen am bearbeiteten Elektroblech und am fertigen Motor liefern die Grundlage aller Berechnungen. Dafür wurden zum einem durch das Einrichten eines Messplatzes zur Bestimmung der magnetischen Eigenschaften von weichmagnetischen Werkstoffen und zum anderem durch den Aufbau eines 400 kW Leistungsprüfstandes die entsprechenden Rahmenbedingungen geschaffen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Forschungsprojekt im Rahmen der Förderlinie 'FHprofUnt' des Programms 'Forschung an Fachhochschulen' mit rund 492.000 Euro.
Das Projekt "Erweiterung und Optimierung einer 1 MWth Versuchsanlage zur CO2-Abscheidung aus Kohlekraftwerken mittels Kalkstein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST) durchgeführt. Das Carbonate-Looping-Verfahren ist eine effiziente Technologie zur CO2-Abscheidung aus Kraftwerksabgasen mittels CaO. Bisherige Untersuchungen versprechen deutlich niedrigere Wirkungsgradverluste und CO2-Vermeidungskosten im Vergleich mit anderen Verfahren. An der TU Darmstadt wurde eine der weltweit größten Versuchsanlagen im Maßstab von 1 MWth aufgebaut und betrieben. Ziel des Vorhabens ist die Durchführung von Langzeitversuchen an einer erweiterten Versuchsanlage mit verschiedenen Brennstoffen und Absorbentien in unterschiedlichen Lastzuständen, um den flexiblen und gesicherten Einsatz des Carbonate-Looping-Verfahrens in Kraftwerken eingehend beurteilen zu können und eine ausreichende Datenbasis für die Hochskalierung des Verfahrens zu schaffen. Im Rahmen des Vorhabens soll die 1 MWth Versuchsanlage hinsichtlich ihrer Funktionalität erweitert, neue Brennstoffe (Braunkohle) eingesetzt, Langzeitversuche durchgeführt, Laständerungen vollzogen, und der Einfluss des Schwefel- und H2O-Gehalts auf den Prozess untersucht werden. Anhand von Profilmessungen in den Reaktoren sollen Modelle weiterentwickelt und umfassend validiert werden, welche u.a. zur Optimierung des Reaktordesigns eingesetzt werden. Basierend auf den Versuchsergebnissen sollen mit Hilfe der Modelle der Wirkungsgrad und die CO2-Vermeidungskosten für Kohlekraftwerke mit nachgeschalteter Carbonate-Looping-Anlage neu berechnet werden.
Das Projekt "HVDC-MMC-mit-MPC - Ein neues Verfahren für die Reduktion der Verlustleistung von MMC-Höchstspannungs-Umrichtern mittels MPC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Automatisierungstechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer echtzeitfähigen modellprädiktiven Regelung (MPC) für einen modularen Höchstspannungsumrichter (HVDC-MMC). Ziel ist die Reduktion der Verlustleistung gegenüber bisherigen Regelungen. Bisherige MPC für MMC ermitteln für jeden Zeitschritt, welche Module ein- und ausgeschaltet werden. Aufgrund der sehr großen Zahl an Kombinationsmöglichkeiten konnte dies aber meist nur mit einem Prädiktionshorizont von einem einzigen Zeitschritt erfolgen, womit der Vorteil einer MPC, nämlich eine Prädiktion über einen längeren Zeitraum und entsprechende Optimierung, verschwindet. In unserem Ansatz beträgt der Prädiktionshorizont eine volle Periode. In der ersten Stufe der Regelung wird mittels MPC der optimale Verlauf der Spannung in allen 6 Zweigen über eine gesamte Periode berechnet. Da der Umrichter auf dieser Ebene als lineares System mit wenigen Zustandsgrößen dargestellt werden kann, entstehen keine Rechenzeitprobleme. Der Spannungsverlauf für jeden Zweig bildet dann für die zweite Stufe der Regelung den Sollwert. Hier wird nun nicht - wie bisher - für jeden Abtastschritt ermittelt, welche Module geschaltet werden sollen, sondern über die ganze Periode die optimalen Ein- und Ausschaltzeitpunkte für jedes einzelne Modul berechnet. Dadurch wird aus dem diskreten Problem ein niedriger dimensionales, kontinuierliches Problem, welches numerisch einfacher lösbar ist, so dass eine Echtzeit-MPC mit einem Prädiktionshorizont von einer Periode möglich ist. Durch den langen Prädiktionshorizont können die Nulldurchgänge des Stroms berücksichtigt werden, um durch das Schalten bei niedrigen Strömen die Verlustleistung beim Schalten zu minimieren. Auch kann der zulässige Bereich für die Kondensatorspannungen vergrößert werden, was die Anzahl der Schaltvorgänge reduziert. Das Verfahren soll entwickelt und an einem großen Laborumrichter getestet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ultra Low Power Elektronik mit Tunnel-Feldeffekttransistoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Peter Grünberg Institut, PGI-9: Halbleiter-Nanoelektronik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Vorrangiges Ziel des Teilvorhabens ist, Band zu Band Tunnel-Feldeffekttransistoren (TFET), neue energieeffiziente Schalter der 'More than Moore' Kategorie, zu erforschen und deren Leistungsfähigkeit für ultra low power Anwendungen zu eruieren. Hierfür werden in Zusammenarbeit mit den Partnern RWTH Aachen und TU München einfache logische Schaltungen realisiert und TFETs in eine Sensoranwendung integriert. Es wird erwartet, dass die TFETs auch noch bei Betriebsspannungen um 0.25 V arbeiten, was für batteriebetriebene und energie-autonome Geräte ein enormer Vorteil wäre. 2. Arbeitsplanung FZJ wird sich auf die Herstellung der neuen Materialien (SiGe, GeSn usw.) und die Prozessierung und Charakterisierung der TFET konzentrieren, wobei wegen der Neuheit verschiedene Bauelementearchitekturen (planar, vertikal und Nanodraht) entwickelt und für Anwendungen optimiert werden. Die Integration von neuen Halbleitern mit viel kleinerer Bandlücke als Silizium ist notwendig, um ausreichend hohe Ausgangsströme zu erreichen. Die FuE-Arbeiten werden mit Simulationsrechnungen unterstützt. In Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen wird ein planarer TFET für einen Drucksensor entwickelt und integriert. Die logischen Schaltungen werden in Kooperation mit TU München entwickelt.
Das Projekt "KMU-innovativ - Klimaschutz: Konzeption und Entwicklung von strömungstechnisch optimierten Systemkomponenten in der Lüftungs- und Klimatechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtmüller GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung einer neuen Generation von Schutzgittern für die Lüftungs- und Klimatechnik. Dort werden Luftmengen zum Abführen/Umwälzen von Abluft (Abwärme) oder zur Klimatisierung bewegt. Der Luftdurchsatz hängt vom luftführenden Querschnitt, den Differenzdrücken und der Strömungsgeschwindigkeit ab. Eine deutliche Energieeinsparung kann erreicht werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten erhöht und die Reibungs- und Turbulenzverluste reduziert werden können. Durch eine innovative Gestaltung der Gittergeometrie soll das Ablösen der laminaren Grenzschichtströmung beim Umströmen der Gitterringe verhindert werden, wodurch eine signifikante Reduktion der Verlustleistung und der entstehenden Schalldruckpegel erreicht werden kann (Vermeidung von karamanscher Wirbelbildung). Lüftungssysteme werden analysiert und die Anforderungen (Energieeinsparung) an zukünftige Schutzgitter definiert. Mit mathematischen Methoden wird die strömungsoptimierte Geometrie der einzelnen Komponenten berechnet. Mittels einfacher Handmuster werden erste Funktionsträger erstellt und die berechneten Ergebnisse im Windkanal experimentell überprüft. Die Technologien zum Herstellen und Verbinden (Stoffschluss) der Komponenten werden so weit entwickelt, dass eine technologische und wirtschaftliche Bewertung der Verfahren durchgeführt werden kann und erste Lastenhefte für spätere Produktionsanlagen erstellt werden können. Erste Prototypen werden hergestellt. Messungen, vorgeschriebene Prüfungen und Tests (die die Voraussetzung für die Freigabe in der betrieblichen Praxis sind) werden durchgeführt. Entstehende Ergebnisse werden patentrechtlich abgesichert. Stadtmüller vergibt einen Unterauftrag an ein Steinbeiszentrum, welches das Projekt mit definierten Arbeitsumfängen wissenschaftlich, fachlich und organisatorisch unterstützt. Assoziierte Partner aus dem Bereich der Lüftungstechnik (ebm, LTI) und der Prozesstechnik (Wafios) unterstützen das Projekt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Technologieentwicklung zur hermetischen Verkapselung des Sensorsystems und elektr.-mech. Sensormodulverbindung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von sh - Elektronik GmbH durchgeführt. Die erdverankerten Gründungsstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Zum Schutz der Anlagensicherheit müssen regelmäßig Korrosions- und Rissprüfungen durchgeführt werden. Diese werden derzeit sehr zeitaufwändig und kostenintensiv von professionellen Tauchern durchgeführt. Diese Taucheinsätze sind aufgrund der Strömungsverhältnisse sehr riskant. In Anbetracht dieser Herausforderungen und der ambitionierten Ausbauziele der Bundesregierung (15.000 Megawatt bis 2030) ist hier eine erhebliche Steigerung der Effizienz im Betrieb der Anlagen notwendig, die einen Zuwachs des Prüfbedarfs mit sich ziehen. Mit dem angestrebten permanent installierten Messsystem sollen die Prüfungen optimiert und die Tauchgänge reduziert werden. Das Teilvorhaben des Unternehmens sh Elektronik hat die Technologieentwicklung zur hermetischen Verkapselung des Sensorsystems und die elektrischen und mechanischen Sensormodulverbindungen zum Inhalt. Dabei liegt einer der Hauptschwerpunkte darin, die bisher nicht betrachteten Herausforderungen, die sich durch den Einsatz von Leistungselektronik ergeben, zu untersuchen. Der Einsatz von Leistungselektronik hat höhere Ströme und damit eine höhere Verlustleistung zur Folge, was ein neues Konzept zur Abwärme erfordert. Um die Herausforderungen einer flexiblen Gurtlänge anzugehen planen wir die mechanisch gekoppelten Sensormodule sektorenweise hermetisch zu verkapseln. Bei der Kapselungslösung zur Umsetzung flexibler Längen des Gesamtgurtes sollen elastische Werkstoffe und hermetisch dichtende Verbundschichtsysteme aus anorganischen Oxidschichten und organischen Trägerwerkstoffen erforscht werden.
Das Projekt "PerEMot - Permanenterregter Elektromotor mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der verwendeten magnetischen Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VACUUMSCHMELZE GmbH & Co. KG durchgeführt. 1. Vorhabenziel Im Arbeitspaket 1 soll die VAC ein Verfahren entwickeln, bei dem NdFeB Dauermagnete mit Dy-haltigen Pulvern beschichtet werden. Für die beschichteten Teile ist eine Temperaturbehandlung zu finden, die durch Eindiffusion des Dy die Koerzitivfeldstärke der Magnete signifikant erhöht, ohne die Remanenz nennenswert zu reduzieren. Mittels einer Pilotanlage sollen mit dem Verfahren Magnete hergestellt werden, die vom EWN Siemens in verbesserten PM-Synchronmaschinen getestet werden. Im Arbeitspaket 2 werden thermomagnetische Materialien auf Basis NiFe und LaFeCoSi sowie NdFeB Dauermagnete mit gezielt eingestellter hoher Permeabilität auf ihre Eignung zur geregelten Feldschwächung in PM-Synchronmaschinen untersucht. 2. Arbeitsplanung In den ersten 5 Quartalen werden mit 16 MM in Laboruntersuchungen geeignete Pulverbeschichtungsverfahren ausgewählt. Hierzu sollen Laborbeschichtungsgeräte im Wert von 50 T€ beschafft werden. In Q5-Q7 soll das Beschichtungsverfahren mit einem Aufwand von 9 MM in Hinblick auf die industrielle Umsetzbarkeit optimiert werden. In Q8-Q10 wird dann mit einer Kapazität von 6 MM und Sachkosten von 200 T€ eine Pilotanlage aufgebaut. Weitere 5 MM sind für die begleitende Charakterisierung der Teile eingeplant. Für die Beurteilung der Materialien für die Feldschwächung sind insgesamt 12 MM vorgesehen, überwiegend in Q2 und Q3.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Simulation eines Fahrzeugmodells für Energieeffiziente Elektromobilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr durchgeführt. Zur Steigerung der Kundenakzeptanz von Elektrofahrzeugen sind die Verlängerung der Reichweite und die Erhöhung der Batterielebensdauer wichtige Ziele angewandter Forschung. Mit einer vorausschauenden Regelung soll die Reichweite des Fahrzeugs weiter verlängert und die Belastung der Batterie verringert werden. Elektrische Antriebsregelung basiert derzeit auf Feldorientierter Regelung. Durch Variation der Sollwertvorgaben lassen sich die Eigenschaften der Regelung optimieren. So kann durch Vorgabe der Ströme und der Rotorflussverkettung eine Wirkungsgradsteigerung erreicht werden. Da jedoch im Fahrzeug das zukünftige Lastprofil nicht bekannt ist, kann nur eine statische arbeitspunktbezogene Optimierung erfolgen. Da die Antriebskühlung die Verlustleistung des Antriebs abtransportieren muss, ist gerade in diesem Bereich eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz zu erwarten. Die IAV GMBH plant sechs Arbeitspakete: 1. Spezifikation der Komponenten und Schnittstellen Spezifikation der Anforderungen an die zu erstellende Fahr- und Energieverhalten im urbanen Verkehr, Definition der Schnittstellen für den Datenaustausch, Festlegung der grundlegenden Systemarchitektur 2. Erstellung eines Systemkonzeptes zum effizienten Fahren mit Hilfe der IAV SceneSuite werden typische urbane Verkehrssituationen nachgestellt. Ein synthetisches Sensormodell und die Ausgaben aller Sensoren werden erstellt. 3. Entwicklung und Simulation des Fahrzeugmodells In Matlab/Simulink wird ein Fahrzeugmodell implementiert. 4. Überführung des ecoHorizons in Lastprofil Mit Hilfe des Fahrzeugmodells wird ein konkretes fahrzeugabhängiges Lastprofil erstellt. Der Einfluss auf Kühlung und Antriebsregelung wird untersucht. 5. Evaluierung des Fahrzeugmodells Das Potential der Energieverbrauchsreduzierung wird erarbeitet und mit den Partnern abgestimmt. 6. Aufbereiten der Ergebnisse Gemeinsam wird eine Roadmap zur Verwertung des ganzheitlichen Ansatzes sowie einzelner relevanter Technologien erstellt.
| Origin | Count |
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| Bund | 55 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 55 |
| License | Count |
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| offen | 55 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 55 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 23 |
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|---|---|
| Boden | 22 |
| Lebewesen & Lebensräume | 13 |
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