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 www.htw-berlin.de

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 www.htw-berlin.de 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 baerbel.sulzbacher@htw-berlin.de

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www.htw-berlin.de

Impressum Herausgeber HTW 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