Energie für morgen und übermorgen

Energie für morgen
und übermorgen
Der Forschungsschwerpunkt
Regenerative Energien – Energieeffizienz
Energie für morgen und übermorgen:
Der Forschungsschwerpunkt Regenerative Energien – Energieeffizienz an der HTW Berlin
In den nächsten Jahren muss überall auf der Welt gehandelt werden, wenn die Klimaerwärmung bis 2100
unterhalb des kritischen Schwellenwerts von zwei Grad
Celsius bleiben soll. Einer der wichtigsten Bausteine: die
vollständige Umgestaltung der Energieversorgung.
Im Forschungsschwerpunkt Regenerative Energien –
Energieeffizienz an der HTW Berlin arbeiten derzeit 24
Forscherinnen und Forscher interdisziplinär und mit
verteilten Schwerpunkten an Technologien und Lösungen
für die klimagerechte Neugestaltung der Energieversorgung. Sie sind Partner für Unternehmen und Forschungseinrichtungen sowie Impulsgeber und Initiatoren vieler
regionaler und überregionaler Netzwerke und Initiativen
der Energiewirtschaft. Eine besonders enge Forschungszusammenarbeit besteht mit dem Helmholtz Zentrum
Berlin und dem Reiner Lemoine Institut. Auch am EUREF
Forschungscampus ist die HTW Berlin beteiligt.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler widmen
sich der Weiterentwicklung von Komponenten und
Systemen zum verstärkten Einsatz regenerativer Energien.
Es geht darum, den Umbau von einer zentralen Energiewirtschaft in eine dezentrale mit lokaler und regionaler
Erzeugung zu bewerkstelligen. Maßnahmen zur Effizienzsteigerung auf der Verbrauchsseite gehören ebenso zum
Themenfeld wie die Einbindung und Verbesserung von
Speichertechnologien, die energetische Nutzung von
Biomasse oder die Entwicklung von Komponenten des
„smart grid“. Auch die ökologische Mobilität gerät
dabei nicht aus dem Blickfeld.
Ein klassisches Forschungsfeld ist das nachhaltige Bauen
und Gebäudemanagement, das sich auch auf die Niedrigenergiesanierung mit neuen Technologien und innovativen Materialien sowie die Gebäude-, Heizungs- und
Klimatechnik erstreckt. Interdisziplinarität und ganzheitliches Denken sind gefordert, wenn etwa regenerative
Wärmeversorgungskonzepte für Wohn- und Bürogebäude
oder innovative Ansätze für die energetische Optimierung
der Gebäudehüllen von Industrie- und Gewerbebauten
entwickelt werden. Weitere Themen sind die effiziente
Beheizungs-, Kühlungs- und Belüftungstechnik, optimierte
Regelstrategien sowie die Qualität des Innenraumklimas
und gesundheitsverträgliche Baustoffe. Die HTW Berlin
hat 2007 die Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges
Bauen e.V. (DGNB) mit ins Leben gerufen und engagiert
sich dafür, alle Möglichkeiten des umweltgerechten
Bauens und technischen Gebäude- sowie Immobilienmanagements auszuschöpfen.
Die Energieexpertinnen und -experten verfügen über
langjährige Forschungserfahrung und beteiligen sich an
hochrangigen Forschungsverbünden. Für die Photovoltaik
bestehen in allen Verbrauchssektoren noch große Ausbaupotenziale. Laufende Forschungsvorhaben widmen
sich dem industriellen Einsatz von Lasertechnik bei
der Herstellung von Photovoltaikmodulen sowie der Entwicklung von Hocheffizienz-Konzepten für Silizium-Solarzellen. Im Projekt „PVcomB – Lasertechniken für die
Fertigung von Dünnschicht-Solarzellen“ beteiligt sich
ein Forscherteam der HTW Berlin am Aufbau eines Kompetenzzentrums für Dünnschicht- und Nanotechnologie
für die Photovoltaik in Berlin.
Weitere Vorhaben beschäftigen sich mit der Qualitätsund Funktionssicherung von Windkraftanlagen. Modellgestützte Methoden der Fehlerdiagnose und intelligente
Regelungstechnik sollen die Verfügbarkeit und Sicherheit
von Windenergiesystemen gewährleisten. Ein neuartiges
Getriebedesign ermöglicht es, die Störanfälligkeit von
Anlagen zu verringern und deren Leistungsfähigkeit zu
erhöhen.
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Im Labor stehen Laser mit
unterschiedlichen Wellenlängen und Pulsdauern zur
selektiven und mikrometergenauen Materialbearbeitung sowie zur Spektroskopie zur Verfügung.
(Foto: Christoph Eckelt)
Laser sind effizienter
Im Labor Physikalische Messtechniken (LPM) untersuchen Wissenschaftler die Einsatzmöglichen von
Lasern bei der Herstellung von Dünnschichtsolarzellen
mit dem Ziel, die Herstellungskosten für Photovoltaikmodule zu senken.
Kurztitel: PVComB
Projekttitel: Technologieübergreifende Lasertechnik für
die Dünnschicht-Photovoltaik
Laufzeit: 01.01.2010 - 31.12.2014
Partner: Helmholtz-Zentrum Berlin
Technische Universität Berlin
Universität Potsdam
Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
Weierstrass-Institut für Angewandte
Analysis und Stochastik
IHP GmbH
Leitung: Prof. Dr. Frank-U. Fink, Prof. Dr. Bert Stege-
mann, Prof. Dr.-Ing. Volker Quaschning
HTW Berlin
Fachbereich 1: Ingenieurwissenschaften – Energie und Information
Studiengang Regenerative Energien
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
www.htw-berlin.de
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung im Rahmen des Programmes „Spitzenforschung
und Innovation in den neuen Ländern“
Die Forscher beteiligen sich im Rahmen eines Verbundprojektes am Ausbau des Kompetenzzentrums für Dünnschicht- und Nanotechnologie in der Photovoltaik Berlin
(PVcomB) des Helmholtz-Zentrums Berlin im Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof. Dort wird die
Entwicklung unterschiedlicher Dünnschicht-Photovoltaiktechnologien und -produkte gemeinsam mit Partnern aus
Forschung und Industrie forciert.
Die Physiker und Ingenieure des LPM beschäftigen sich mit
Laseranwendungen bei der Solarzellenherstellung. Dies
beinhaltet unter anderem die Entwicklung effektiver Technologien zur Laserstrukturierung neuartiger Dünnschichtsolarzellen. Noch immer werden einige Arten von Dünnschichtmodulen teilweise mit mechanischen Verfahren
behandelt. „Laser funktionieren effizienter und sind wegen
ihrer industriellen Tauglichkeit letztlich kostengünstiger“,
so Prof. Dr. Bert Stegemann.
Da zuverlässige Standardprozesse für den Einsatz von
Laserquellen bislang fehlen, arbeiten die Wissenschaftler
an einem Gesamtkonzept zum Einsatz von Laserpulsen für
die monolithische Verschaltung, Oberflächenstrukturierung
und Randschichtentfernung bei Dünnschichtsolarzellen derzeit am Beispiel von Chalkopyrit-Dünnschicht-Solarmodulen. Die Ergebnisse sollen sich später auch auf neuartige
siliziumbasierte Dünnschichtsysteme mit anderen Laserquellen anwenden lassen. Darüber hinaus planen sie,
weitere Materialien im Mikrometer- und Nanometermaßstab
wie z.B. neuartige Lichteinfangstrukturen für Solarzellen
oder Masken für die Halbleiterindustrie per Laser zu bearbeiten.
An der HTW Berlin werden
intelligente Regelungsstrategien für Solarstromspeicher nicht nur durch
Computersimulationen
erforscht, sondern auch
in der Praxis getestet.
(Foto: Volker Quaschning)
Regelungsstrategien für solare Speicher
Innovative Betriebsstrategien für PhotovoltaikBatteriesysteme sind das Ziel des Projekts PVprog.
Selbst erzeugter Solarstrom soll gespeichert, im
Bedarfsfall vor Ort verbraucht und dadurch der
Strombezug aus dem Netz reduziert werden.
Kurztitel: PVprog
Projekttitel: Entwicklung von prognosebasierten
Betriebsstrategien für Photovoltaik
Speichersysteme zur verbesserten
Systemintegration der Photovoltaik
Laufzeit: 01.05.2013 – 31.07.2015
Leitung: Prof. Dr.- Ing. Volker Quaschning
HTW Berlin
Fachbereich 1: Ingenieurwissenschaften – Energie und Information
Studiengang Regenerative Energien
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
http://pvspeicher.htw-berlin.de
Gefördert aus Mitteln des Europäischen Fonds für
Regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Berlin
im Rahmen des Umweltentlastungsprogramms Berlin
(UEP II)
Es war schon vor einigen Jahren abzusehen: Solarstrom
vom Dach ist mittlerweile preiswerter als der Strom aus
dem Netz. Deswegen ist es vorteilhaft, sich mit dem eigenen Solarstrom zu versorgen, bevor man Überschüsse ins
Netz einspeist. Das legt nahe, Batteriespeicher zu verwenden. Ziel des Projektes PVprog ist es, den Betrieb von
Speichersystemen in Kombination mit Photovoltaikanlagen
für Einfamilienhäuser so zu optimieren, dass möglichst
wenig Strom zusätzlich aus dem öffentlichen Netz entnommen werden muss. Dazu hat das Team der HTW Berlin
unterschiedliche Szenarien simuliert und Regelungsstrategien entworfen, die heute bereits Anwendung finden.
Im zweiten Teil des Projekts versuchen die Forscher, Speichersysteme über die Eigennutzung hinaus zu optimieren.
Bei Sonnenschein sind typische Speicher gegen Mittag
vollständig geladen und die Photovoltaikanlagen speisen
dann überschüssigen Strom ins öffentliche Netz ein;
dadurch kommt es zu Leistungsspitzen. Innovative Regelstrategien können diese ausgleichen, indem sie anhand
von Verbrauchs- und Erzeugungsprognosen den Einsatz der
Speicher optimieren. „Durch eine bessere Regelung könnte
man bei gleichem Leitungsausbau doppelt so viele Solaranlagen wie heute ans Netz bringen“, sagt Prof. Dr.-Ing.
Volker Quaschning.
Getestet werden diese Strategien in unterschiedlichen
Szenarien mit einem Prototyp im Plusenergie-Solarhaus
an der HTW Berlin. Die Ergebnisse sollen sich später auch
auf Mehrfamilienhäuser oder Gewerbebetriebe übertragen
lassen.
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Der Teststand ist so konzipiert, dass drei Sandwichelemente der Größe 3m x
1m nebeneinander montiert
und vermessen werden
können.
(Foto: Florian Deininger)
Optimierte Sandwichpaneele
Die meisten Gewerbe- und Industriebauten bestehen
aus praktischen Stahlleichtbauelementen. Sie lassen
sich in energetischer Hinsicht deutlich verbessern.
Kurztitel: P880 Gebäudehüllen
Projekttitel: Mehrdimensional energieoptimierte
Gebäudehüllen in Stahlleichtbauweise
für den Industrie- und Gewerbebau
Laufzeit: 01.02.2011 - 31.12.2013
Partner: Rheinisch-Westfälische Technische
Hochschule Aachen
Fachhochschule Dortmund
Karlsruher Institut für Technologie
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Susanne Rexroth
HTW Berlin
Fachbereich 1: Ingenieurwissenschaften – Energie und Information
Studiengang Regenerative Energien
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
www.htw-berlin.de
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF)
In den vergangenen Jahren entstanden die meisten
Gebäudehüllen von Industrie- und Gewerbebauten in
Stahlleichtbauweise. Ihre Basis bilden zwei metallische
Deckschichten, die mit einem Kern aus Polyurethan-Hartschaum verklebt werden – so genannte Sandwichpaneele.
Sie sind schnell zu produzieren und zu montieren. Ihre
Nachhaltigkeit lässt allerdings zu wünschen übrig.
Im Rahmen des Projekts „P880 Gebäudehüllen“ planten
die Projektpartner die energetische Sanierung bestehender Gebäude und eine Verbesserung bei der Herstellung
der Sandwichpaneele: Bessere Wärmedämmung und
Feuchteschutz sollten den Wärmeverlust minimieren.
Prof. Dr.-Ing. Susanne Rexroth sieht zudem eine Chance
für die photovoltaische Nutzung und für Solarthermie.
„Bauteilintegrierte Photovoltaikmodule könnten bei
Industriehallen einen Teil des Energiebedarfs decken.“
Auf dem Campus Wilhelminenhof entstand zu Testzwecken ein Outdoor-Messstand in unterschiedlichen
Modulvarianten. Die Messdaten verglich das Team der
HTW Berlin mit einer modellhaften Referenz, das heißt
einem Standardgebäude in Stahlleichtbauweise, und
simulierte unterschiedliche Nutzerszenarien, die die Wirtschaftlichkeit der Anlagen an verschiedenen Standorten
bewerten. Im Ergebnis zeigte das Projekt Möglichkeiten
für eine deutlich bessere energetische Bilanz der Gebäudehülle ohne Einbußen für die Marktfähigkeit der optimierten Sandwichpaneele. Darüber hinaus stellt die Recyclingfähigkeit der Werkstoffe sicher, dass die angebotene
innovative Lösung keine Folgeprobleme nach sich zieht.
Die HTW Berlin integriert
Wetterprognosedaten in die
Regelung von Solarthermieanlagen und reduziert damit
den Bedarf an konventioneller Nachheizenergie.
(Foto: Sebastian Dietz)
Mit dem Wetter rechnen
Aktuelle Wetterdaten helfen, die Effizienz von
Solarthermieanlagen zu verbessern. Forscher der HTW
Berlin arbeiten an einer neuen Regelungsstrategie,
die Gas und Öl einspart.
Kurztitel: STEffi
Projekttitel: Solar-Thermie-Effizienzoptimierung
Laufzeit: 01.07.2013 – 30.06.2015
Partner: Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH
Parabel Energiesysteme GmbH Potsdam (PES)
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Friedrich Sick
HTW Berlin
Fachbereich Ingenieurwissenschaften I – Energie und Information
Studiengang Regenerative Energien
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
www.htw-berlin.de
Das Projekt STEffi will die Gesamteffizienz von Solarthermieanlagen steigern. Ein neues Regelungssystem
sorgt dafür, dass möglichst viel solare Wärme zur Energieerzeugung genutzt wird, um dafür konventionelle Energie
wie Gas oder Öl einzusparen. STEffi verfolgt einen prognosebasierten Ansatz, bei dem erstmals Wetterdaten in
die Berechnung einfließen. Das System arbeitet vorausschauend, indem es auf Basis aktueller Prognosen
berechnet, wieviel Solarwärme in den nächsten Stunden
zu erwarten ist. „Das vermeidet ein unnötiges Nachheizen der Speicher und beschränkt den Einsatz konventioneller Energie auf das notwendige Maß“, erklärt der
Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Friedrich Sick.
Neben der Wärmequelle fließt auch die Lastseite in die
Berechnung ein - also der erwartete Wärmebedarf, der
auf ein Gebäude zukommt. Auch hier spielen die Wetterdaten eine Rolle. Je nach prognostizierter Temperatur
und Sonnenstrahlung für die nächsten Stunden bestimmt
der Regler, wieviel Heizwärme im Gebäude benötigt wird.
Das Team von Prof. Dr.-Ing. Friedrich Sick rüstet dazu
einen Standardregler mit einer lernfähigen Software auf.
Damit soll der Regler in allen möglichen Anlagenkonfigurationen funktionieren – mit Öl- ebenso wie Gas- oder
Pelletkesseln. Der Basisregler wird bereits von einem der
Projektpartner produziert. Dadurch kann die neue Lösung
relativ schnell auf dem Markt erscheinen.
Unterstützt durch die Senatsverwaltung für Wirtschaft,
Technologie und Forschung und den europäischen Sozialfonds (ESF).
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Vergleichsmaßstab zur
Intensitätsbewertung.
(Foto: Christoph Eckelt)
Ein gesundes Gebäude erstellen
Geruchsuntersuchungen sollten Bestandteil des
Umweltkennzeichens „Blauer Engel“ sein, meint
Prof. Dr.-Ing. habil. Birgit Müller von der HTW Berlin.
Sie arbeitet an einem Verfahren, das Gerüche
bewertet.
Kurztitel: UBA Luftqualität in energieeffizienten
Gebäuden
Projekttitel: Emissions- und geruchsarme Bauprodukte für energieeffiziente Gebäude - Entwicklung von Anforderungen und Konzepten für den Blauen Engel aus Klimaschutzsicht
Laufzeit: 01.10.2013 - 30.11.2016
Partner: RWTH Aachen
BAM Bundesanstalt für Materialforschung
und -prüfung
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Birgit Müller
HTW Berlin
Fachbereich Ingenieurwissenschaften I – Energie und Information
Studiengang Gebäudeenergie- und
-informationstechnik
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
www.htw-berlin.de
Unterstützt durch das Umweltbundesamt im Förderprogramm UFOPLAN.
Als Bewohner gemäßigter Klimazonen verbringen wir rund
90 Prozent unserer Zeit in Innenräumen und legen dort
besonderen Wert auf eine gute Luftqualität. In jüngerer
Zeit tritt nun ein Phänomen auf, das mit unserer modernen
Bauweise zu tun hat: Energetisch sanierte und somit immer
dichtere Gebäude verlieren schnell ihre Vorteile, wenn man
sie über Gebühr lüftet. Sie sind normalerweise so klimatisiert, dass man die Fenster nur selten öffnen muss. „Lüften
ist unter energetischen Aspekten also mitunter kontraproduktiv, kommt aber zu oft vor, weil wir uns an unangenehmen Gerüchen stören“, sagt Prof. Dr.-Ing. habil. Birgit
Müller. Ihr Projekt zielt darauf ab, die Ursachen von Emissionen - und speziell Gerüche von Bauprodukten - aus
Innenräumen zu eliminieren.
Das Projektteam arbeitet an einem Verfahren, das Gerüche
nach ihrer Intensität bewertet. Die Geruchsuntersuchung
selbst soll als Vergabekriterium in das Umweltkennzeichen
„Blauer Engel“ integriert werden. Als Bewertungsmethode
dient ein sensorisches Verfahren, das auf der empfundenen
Intensität beruht. Geschulte Probanden halten ihre Eindrücke dazu in einer definierten Skala fest. Zusätzlich wird die
hedonische Note der Gerüche abgefragt; sie gibt an, wie
angenehm oder unangenehm ein Geruch empfunden wird.
Die energetische Frage ist aber nicht der einzige Aspekt der
Untersuchung. Sie dient auch dem Verbraucherschutz. Wenn
die Geruchsbewertung in die Vergabekriterien des „Blauen
Engels“ aufgenommen wird, haben Verbraucher per Auszeichnung auf den Warenlabels die Chance, gesundheitlich
unbedenkliche und geruchsarme Stoffe für ihre Bauvorhaben zu beschaffen.
Triebstrang einer 2,5 MW
Windenergieanlage mit
Multi-Generatoren.
(Foto: Fa. GGS Giger Gear
Systems GmbH, Andermatt,
UR, CH)
Mehr und schnellere Generatoren
Das Projekt FastGens will Windkraftanlagen noch
effizienter machen. Grundlegend ist ein völlig neuartiges Getriebedesign, für das Wissenschaftler der
HTW Berlin das Regelungskonzept und die Software
entwickeln.
Kurztitel: FastGens
Projekttitel: Entwurf von Regelungskonzepten für
Windenergieanlagen mit Leistungs
verzweigung und schnelllaufenden
Multi-Generatoren
Laufzeit: 20.6.2013 - 31.7.2015
Partner: 8.2 Ingenieurbüro Schwarz, Berlin
Reiner Lemoine Institut gGmbH
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Horst Schulte
HTW Berlin
Fachbereich Ingenieurwissenschaften I – Energie und Information
Studiengang Elektrotechnik
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
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Das klassische Konzept einer Windkraftanlage sieht einen
Generator pro Turbine vor. Der Generator erzeugt Energie
und reguliert die Geschwindigkeit des Rotors. Fällt der
Generator aus, dann wird es kostspielig für den Betreiber,
denn die Anlage steht still. „Die Grundidee von FastGens
besteht nun darin, den Generator in bis zu 16 kleinere
aufzuteilen“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Horst Schulte. Ein einzelner defekter Generator führt somit nur zu einem geringen Leistungsverlust, weil die Anlage durch eine selbständige Adaption der Momenten- und Drehzahlregelung
weiterlaufen kann. Außerdem lässt sich das kleinere Bauteil im Gegensatz zu einem großen unkomplizierter austauschen.
In einem zweiten Schritt soll die Drehzahl der Generatoren angehoben werden. Durch die Übersetzung in eine
sehr hohe Drehzahl erzeugt man mit den kleineren Generatoren die gleiche Leistung wie mit einem großen. Allerdings ist die Gesamteinheit wesentlich kompakter und in
ihrer Betriebsführung materialschonender. Und da man
für die kleineren Generatoren marktübliche Standardkomponenten aus Elektrofahrzeugen verwenden kann, ist
auch eine kostengünstige Produktion möglich.
Prof. Dr. Schulte will mit seinem Team zeigen, dass es mit
neuesten mathematischen Methoden der fehlertoleranten
Regelungstechnik möglich ist, das neue Getriebedesign in
Windkraftanlagen umzusetzen und deren Zuverlässigkeit
damit weiter zu erhöhen.
Unterstützt durch die Senatsverwaltung für Wirtschaft,
Technologie und Forschung und den europäischen Sozialfonds (ESF).
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Forschungscampus: Vermessung
von vertikalen Kleinwindanlagen im Kontext des Micro
Smart Grid auf dem EUREF
Campus.
(Foto: HTW Berlin/
Friederike Coenen)
Mobility2Grid und der EUREF-Campus
Wie lässt sich Elektromobilität in urbanen Räumen
CO2-neutral umsetzen? Das ist eine der Fragen,
denen Wissenschaftler der HTW Berlin am EUREF
Campus in Schöneberg nachgehen.
Kurztitel:Forschungscampus
Projekttitel: EUREF-Forschungscampus AP2
Laufzeit: 01.04.2013 – 31.03.2015
Partner: Technische Universität Berlin
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Joachim Twele
HTW Berlin
Fachbereich 1: Ingenieurwissenschaften – Energie und Information
Studiengang Regenerative Energien
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Das Projekt wird unterstützt durch das Bundesministerium
für Bildung und Forschung im Förderprogramm Forschungscampus.
In Schöneberg, direkt beim Gasometer, befindet sich der
über fünf Hektar große Forschungscampus EUREF. Dort
engagieren sich Wissenschaftler verschiedener Institutionen für eine nachhaltige und intelligente Energieversorgung und Mobilität. Die HTW Berlin, die sich seit vielen
Jahren mit erneuerbaren Energien und dem Verbund
verschiedener Energiesysteme befasst, ist in das Gesamtvorhaben eingebunden. Ihr Arbeitspaket behandelt die
Dimensionierung eines Micro Smart Grid (MSG) auf Basis
der erneuerbaren Energien. Unter dem Motto „Mobility2Grid“ steht speziell auch die Vernetzung der Elektromobilität mit einem solchen MSG im Fokus.
Auf dem Campus sind bisher viele kleine Erzeugungsanlagen installiert, darunter mehrere Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke (BHKW) und Photovoltaiksysteme. „Sie
decken den Strombedarf des Geländes bislang erst zu einem
kleinen Teil und wirken nicht gezielt zusammen“, sagt Prof.
Dr.-Ing. Joachim Twele. „Wir wollen verstehen, wie man ein
solches System zielgerichtet auslegen kann, um es
später auch auf andere Standorte übertragen zu können.“
Der Umsetzung des MSG geht die messdatengestützte Simulation voraus. Neben den elektrischen Last- und Erzeugerflüssen steht auch der Wärmebedarf auf dem Plan. Das
System soll nicht nur den Eigenbedarf an Energie für
Campusbetrieb und Mobilität abdecken, sondern durch die
Kopplung mit dem BHKW auch möglichst viel Wärme
liefern. Auch mit diesem Aspekt des intelligenten Gebäudemanagements sind Wissenschaftler der HTW Berlin befasst.
Berührungslose Temperaturmessung an einer Hochspannung
führenden Stromschiene bei
einem Kurzschlussversuch
(Foto: Thomas Gräf)
Monitoring an Stromschienen: Eine Messeinrichtung für die Temperatur
an Stromschienen im laufenden Betrieb soll Havarien vorbeugen
Neue Erzeugungs- und Einspeisestrukturen in der
Energieversorgung ziehen höhere Belastungen für
bereits installierte elektrische Betriebsmittel nach
sich. Das Projekt MonET will zu einer besseren Auslastung der bestehenden Infrastruktur beitragen.
Kurztitel: MonET
Projekttitel: Berührungsloses Monitoring an Betriebsmitteln der elektrischen Energietechnik
Laufzeit: 01.06.2013 - 31.05.2015
Partner: ENZ Ingenieurbüro für Umweltelektronik & Automatisierung
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Thomas Gräf
HTW Berlin
Fachbereich 1: Ingenieurwissenschaften – Energie und Information
Studiengang Elektrotechnik
Wilhelminenhofstraße 75A, 12459 Berlin
www.htw-berlin.de
Schwachstellen bei Stromschienen sind Abzweigungen,
an denen Bohrungen mit Schrauben eingebracht sind.
Durch die verringerte Querschnittfläche erhöht sich dort
die Stromdichte und die Temperatur steigt an, was eine
kürzere Lebensdauer oder auch eine Havarie zur Folge
haben kann. Das heißt: Die Kontaktstelle versagt wegen
Überhitzung, ggf. wird vorab schon das umgebende Isolationsmedium beschädigt.
Stromschienen werden wie alle Betriebsmittel vor dem
Einsatz unter Laborbedingungen auf ihre Belastbarkeit
geprüft und später turnusmäßig gewartet. Im Projekt
MonET wird ein Messsystem erarbeitet, das an den
Kontaktstellen der Schienen angebracht wird und die
Temperatur im laufenden Betrieb überwacht. „Nur so ist
eine konkrete Aussage zum Belastungszustand der Schienen möglich,“ sagt Prof. Dr.-Ing. Thomas Gräf. Die
Messeinrichtung registriert schleichende Veränderungen
über einen langen Zeitraum und wertet die Daten aus.
Damit kann der Betreiber von der turnusmäßigen Wartung
zu einer ereignisgesteuerten übergehen und einer Havarie
rechtzeitig vorbeugen.
Das Messsystem bezieht seine Energie aus der Abwärme
der Schiene und ist so klein, dass es auch an schwer
zugänglichen Stellen angebracht werden kann. Es ist für
jede beliebige Spannungsebene, von Nieder-, Mittelspannung bis zu Hochspannung, verwendbar.
Gefördert durch die Senatsverwaltung für Wirtschaft,
Technologie und Forschung Berlin und den Europäischen
Sozialfonds (ESF)
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Schwerpunkte, Cluster und Einzelprojekte:
Forschung an der HTW Berlin
Forschung ist für die HTW Berlin Kernaufgabe und Schlüsselfaktor für den Erfolg. Für Professoren und Professorinnen ist
es heute selbstverständlich, mit Drittmitteln zu forschen
und ihre Ergebnisse der Fachwelt und Öffentlichkeit zugänglich zu machen. So pflegen sie den Kontakt zu Unternehmen
und wissenschaftlichen Netzwerken und sichern gleichzeitig
die hohe Qualität ihrer Lehre.
Der Trend geht hierbei zur Forschung in multidisziplinären
Projektteams. Vor allem, wenn zukunftsrelevante Themen
wie eine bessere Gesundheitsversorgung, die umweltverträgliche Energieversorgung oder innovative Nutzungsmöglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnik im
Mittelpunkt stehen, ist das Zusammenspiel unterschiedlicher
Fachkompetenzen gefragt. Drei Forschungsschwerpunkte
prägen heute das Profil der HTW Berlin:
Kultur und Kreativwirtschaft - Digitale Wirtschaft
Die interdisziplinäre Forschung im Bereich der Kultur- und
Kreativwirtschaft zählt seit Langem zu den ausgewiesenen
Schwerpunkten der HTW Berlin. Hier kooperieren Informatiker, eLearning-Experten und Designforscher mit Fachleuten
der Museumskunde, Restaurierung und Konservierung.
Gemeinsam werden digitale Medien, Computerspiele und
Lernwerkzeuge oder multimediale Dokumentations- und
Präsentationssystemen für Museen und Archive entwickelt.
Gesundheitsforschung
Als relativ junger Forschungsschwerpunkt hat sich an der
HTW Berlin die interdisziplinäre Gesundheitsforschung
etabliert, in der Lebenswissenschaftler mit spezialisierten
Ingenieurwissenschaftlern, Umwelt- und Medizininformatikern, Betriebswirten, und Verwaltungsexperten kooperieren. Gemeinsames Ziel die Entwicklung innovativer,
verbraucherfreundlicher und umweltschonender Produkte,
Dienstleistungen und Verfahren und ihre Einbettung in das
Wirtschaftsumfeld Gesundheit.
Regenerative Energien – Energieeffizienz
Auch die interdisziplinäre Forschung im Bereich der nachhaltigen und klimagerechten Energieversorgung hat eine
lange Tradition an der HTW Berlin. Die laufenden Forschungen widmen sich unter anderem der Entwicklung klimagerechter Energieversorgungssysteme. Weitere Projekte
beschäftigen sich mit der Ökomobilität, dem Ausbau der
Netze und intelligenten Technologien für eine nachhaltige
Produktion. Ein besonderer Fokus liegt auf energieeffizienten Gebäuden.
Neun interdisziplinäre Forschungscluster differenzieren
die Forschungslandschaft der HTW Berlin weiter aus.
Hierbei handelt es um Forscherteams, die sich aufgrund
besonderer wissenschaftlicher Leistungen in einem internen Auswahlprozess qualifiziert haben und gemeinsam
spezifische Arbeitsprogramme umsetzen. Neben den
großen bereits langjährig bestehenden Teams wurden
auch kleinere Forschergruppen ausgezeichnet. Das Spektrum dieser Forschungscluster reicht von Creative Computing über Kultur Islam bis hin zu Money, Finance, Trade
and Development.
Die Forschungsschwerpunkte der HTW Berlin
· Kultur und Kreativwirtschaft - Digitale Wirtschaft
· Gesundheitsforschung
· Regenerative Energien – Energieeffizienz
Die Forschungscluster der HTW Berlin
· Creative Computing
· Game Changer
· Gesundheit
· Klimagerechte Energieversorgungssysteme
und energieeffiziente Gebäude (KEG)
· Kultur Islam
· Kultur und Informatik
· Money, Finance, Trade and Development
· Softwaresysteme und Informatikmethoden
für eine nachhaltige Entwicklung (SOFTINE)
· Technologies and Solutions for Industrial
and Demographic Change (IDC)
Beiträge und Positionen:
Die wissenschaftliche Publikationsreihe der HTW Berlin
Die HTW Berlin gibt in Kooperation mit dem Berliner Wissenschafts-Verlag die
Reihe „Beiträge und Positionen“ heraus. In den jährlich erscheinenden Publikationen werden aktuelle Forschungs- und Themenschwerpunkte beleuchtet,
an denen Wissenschaftler_innen der Hochschule arbeiten. Das Spektrum
reichte bisher von Themen der Gesundheitswissenschaften über Risiken und
Handlungszwänge der Wirtschaft und Neue Energien bis zur Kreativ- und Kulturwirtschaft. In Verbindung mit den wissenschaftlichen Publikation finden
jeweils Symposien statt.
Gesundheit (2014)
Wissenschaftler_innen der HTW Berlin erörtern gesundheitsrelevante Forschungsfragen aus verschiedenen fachlichen Perspektiven und zeigen innovative Problemlösungen auf. Die Beiträge veranschaulichen die Tragweite und
den direkten Einfluss, den technisch-naturwissenschaftliche, sozioökonomische und kulturwissenschaftliche Forschungsansätze auf die Gesundheit
und die Lebensqualität breiter Bevölkerungsteile haben. Deutlich wird dabei
auch das enorme wirtschaftliche Potenzial.
Zukunft Wirtschaft (2013)
Die Autor_innen des Bands „Zukunft Wirtschaft“ nehmen Bezug auf die von
Digitalisierung, Klimawandel, Ressourcenknappheit und Finanzkrisen gekennzeichnete Welt, die gleichzeitig tief in einem demografischen Wandel steckt.
In ihren Beiträgen diskutieren sie die Risiken und Handlungszwänge, denen
Wirtschaft und Unternehmen gegenwärtig ausgesetzt sind, sowie die Chancen
und Wege für eine aktive Gestaltung dieses Wandels.
Neue Energien (2012)
Die Energieforschung hat sich als einer der größten und erfolgreichsten Profilschwerpunkte der Hochschule etabliert. Als Forschungs- und Praxispartner,
Impulsgeber und Netzwerkinitiator ist die HTW Berlin weder aus den regionalen Partnerschaften und Initiativen der Energiewirtschaft wegzudenken
noch aus der anwendungsorientierten Grundlagenforschung, etwa im Bereich
der Photovoltaik. Die Publikation „Neue Energien“ versammelt rund 20 aktuelle Beiträge und Positionen aus dem Bereich Energieforschung.
Kreativwirtschaft (2011)
Die Publikation „Kreativwirtschaft“ versammelt über 30 Beiträge und Positionen aus dem Bereich Kreativ- und Kulturwirtschaft. Die Hochschule ist auf
den Gebieten Design – Mode – Medien – Games – Kommunikation – Kulturelles Erbe breit aufgestellt. Dies gilt sowohl für vielfältige Forschungsaktivitäten und Kooperationsprojekte als auch für einschlägige Studienprogramme.
Auf beiden Feldern trägt die Hochschule maßgeblich zur Wirtschaftsentwicklung und Anziehungskraft von Berlin bei.
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Service im Bereich Forschung und Transfer:
das Kooperationszentrum Wissenschaft - Praxis
Die HTW Berlin verfügt über das „Kooperationszentrum
Wissenschaft-Praxis“ kurz: KONTAKT, das Serviceleistungen
im Bereich Forschung und Transfer erbringt. KONTAKT unterstützt Forscher_innen der Hochschule bei der Planung ihrer
Vorhaben, bei der Suche nach passenden Finanzierungsmöglichkeiten und bei der Ausgestaltung von Kooperationen
zwischen der Hochschule und ihren Partnern. Unternehmen,
die mit der HTW Berlin zusammenarbeiten möchten, finden
dort kompetente Ansprechpartner_innen, welche die fachlichen Profile der Hochschulmitglieder, ihre Forschungsprojekte, Publikationen und Netzwerke kennen und
Hochschule und Wirtschaft gezielt zusammenbringen.
KONTAKT evaluiert Förderprogramme und bündelt Informationen über neue Fördermöglichkeiten in einem Newsletter.
Das Team ist erfahren bei der Beantragung von Fördermitteln
und begleitet Antragsteller von der Idee bis zum eingereichten Antrag. Dieses Serviceangebot ist auch für externe
Partner interessant, da immer mehr Förderprogramme auf
Verbundforschung ausgerichtet sind, also die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Wirtschaftsunternehmen
oder anderen privaten oder öffentlichen Einrichtungen.
Nicht nur in Förderprojekten besteht oftmals der Wunsch,
die Zusammenarbeit zwischen der Hochschule und ihren
Partnern auch formal zu regeln. Der Umgang mit gemeinsamen Forschungsergebnissen ist dabei besonders wichtig.
KONTAKT setzt Kooperationsverträge in Kooperation mit den
Forschungspartnern auf und stellt sicher, dass die Interessen
aller Beteiligten berücksichtigt werden. Für den Schutz und
die Verwertung von Erfindungen verfügt KONTAKT über
professionelle Partner, die auf Wunsch alle Mitglieder
eines Forschungsteams beraten.
KONTAKT koordiniert seit vielen Jahren regionale Transferprojekte, an der sich eine Vielzahl von Professor_innen und
Partnern der mittelständischen Wirtschaft beteiligen. Diese
Vorhaben dienen dem Wissenstransfer zwischen Hochschule
und Unternehmen z.B. über Forschungsassistenzen oder
Nachwuchswissenschaftler_innen mit dem Ziel, durch
praxisnahe Forschung und unternehmerische Innovation
allen Beteiligten Vorteile zu verschaffen.
Das Hauptanliegen von KONTAKT als Forschungs- und
Transferservice ist es, Forschende flexibel zu unterstützen
und für eine unkomplizierte Zusammenarbeit zwischen der
Hochschule und ihren Partnern zu sorgen.
Bärbel Sulzbacher
Leiterin Kooperationszentrum
Wissenschaft – Praxis KONTAKT
Treskowallee 8, 10318 Berlin
Telefon (030) 5019-2526
E-Mail [email protected]
13
www.htw-berlin.de
Impressum
HerausgeberHTW Berlin,
Der Vizepräsident für Forschung
Prof. Dr. Matthias Knaut
Layout & Satz Dennis Meier
Konzept Kooperationszentrum Wissenschaft – Praxis,
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Text Reimund Lepiorz (Projekte),
Bärbel Sulzbacher
Fotos HTW-Archiv, Kathrin Windhorst,
Rainer Meißle, Monique Wuestenhagen
Redaktionsschluss Januar 2015

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