Energie – Mobilität – Prozesse

Was bewegt mich?

Bei dem Forschungscluster „Energie – Mobilität – Prozesse“...

...geht es um die Energieversorgung der Zukunft, um nachhaltige E-Mobilität und energieeffiziente verfahrenstechnische Prozesse. Hier arbeiten unter der Federführung von Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lüdersen der Fakultät II, Maschinenbau und Bioverfahrenstechnik die Forschungsinstitute „Institut für Konstruktionselemente, Mechatronik und Elektromobilität“ (IKME) und das „Institut für Verfahrenstechnik, Energietechnik und Klimaschutz“ (IVEK). Beide Institute gehören zur Fakultät II der Hochschule Hannover und arbeiten mit der Energieeffizienzforschung der Fakultät I, Elektro- und Informationstechnik zusammen.

Das Forschungscluster hat das Ziel,...

...anwendungsorientierte neue Lösungsansätze und Entwicklungen voranzubringen, indem es die wissenschaftlichen und technischen Kompetenzen aus diesen Bereichen bündelt: 

  • Automatisierungstechnik
  • Energietechnik
  • Konstruktion, Fahrzeugtechnik 
  • Verfahrenstechnik 

Denn die gesellschaftlichen Herausforderungen der Zukunft sind gewaltig: Die Energieversorgung der Zukunft basiert nicht auf einzelnen Stand-Alone-Lösungen. Vielmehr ist eine Verknüpfung unterschiedlichster Erzeugersysteme für mobile und stationäre Lösungen aus öffentlicher und privater Hand erforderlich.

Dabei gilt es, regenerative Energieerzeugungssysteme und ihre intelligente Integration ins Smart Grid zu fördern. Es gilt aber auch, die Energieeffizienz in Haushalten, Unternehmen und Produkten zu erhöhen. Auch die Transportaufgaben in Städten und Ballungszentren sind aus ökologischen Gesichtspunkten zu betrachten. Neue Projekte im Bereich der Elektromobilität können möglicherweise gerade bei den vielfältigen Transportaufgaben eine Rolle spielen.

Ein weiterer Schwerpunkt des Forschungsclusters besteht darin, energie-, produktions- und verfahrenstechnische Prozesse zu optimieren. Moderne Steuerungs- und Regelungsverfahren können hier unterstützen. Das Forschungscluster zeichnet sich durch eine hohe Interdisziplinarität aus, die sich einer Reihe weiterer Forschungsfelder widmen wird, wie beispielsweise der Umwelt- und Prozessan

Geschäftsstelle des Forschungsclusters

Dr.-Ing. Alexander Bedrunka            

Forschungskoordinator                 
Tel.: +49 511 9296 - 3567
E-Mail: alexander.bedrunka@hs-hannover.de                          

 

                                 

 

Lenkungsausschuss des Forschungsclusters

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lüdersen (Sprecher)
Mechanische Verfahrenstechnik, Prozessentwicklung und -optimierung, Biogastechnologie, Regenerative Energien
Tel.: +49 511 9296 - 1315
E-Mail: ulrich.luedersen@hs-hannover.de

Prof. Dr.-Ing. Lars-Oliver Gusig (Stellvertreter)
Elektromobilität, Fahrzeugtechnik, Maschinenelemente, Konstruktion, CAD
Tel.: +49 511 9296 - 1352
E-Mail: lars.gusig@hs-hannover.de

 

Prof. Dr.-Ing. Markus André             
Finite-Elemente-Simulationen, Materialmodelle für Elastomere und
Kunststoffe, Reibungsmodellierung
Tel.: +49 511 9296 - 1682
E-Mail: markus.andre@hs-hannover.de 

 

Prof. Dr.-Ing. Carsten Fräger
Elektrische Antriebe, Mechatronik, Leistungselektronik, Regelungstechnik, Modellbildung tech. Systeme
Tel.: +49 511 9296 - 1383
E-Mail: carsten.fraeger@hs-hannover.de

 

Prof. Dr.-Ing. Martin Grotjahn
Mechatronik, Robotik, Fahrzeugregelung, Automatisierungstechnik,
Nichtlineare Zustandsschätzer und Regelungen, Optimalsteuerung
Tel.: +49 511 9296 - 1381
E-Mail: martin.grotjahn@hs-hannover.de

 

Prof. Dr.-Ing. Heiko Hepp
Mechatronik, Regelungstechnik, Elektromobilität, Fahrzeugtechnik, Speichertechnologie
Tel.: +49 511 9296 - 1194
E-Mail: heiko.hepp@hs-hannover.de 

 

Prof. Jens Hofschulte                               
Anlagenbau zur flexiblen Fabrikautomatisierung, Roboter-
Applikationsentwicklung und Bewegungsoptimierung, Embedded Control
Tel.: +49 511 9296 - 1389
E-Mail: jens.hofschulte@hs-hannover.de 

 

Prof. Dr.-Ing. Andreas Huck
Thermische Energieanlagen

Tel.: +49 511 9296 - 1385
E-Mail: andreas.huck@hs-hannover.de

 

Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Niemann
Prozessinformatik und Automatisierungstechnik, industrielle
Kommunikation, IT-Sicherheit in der Produktion
Tel.: +49 511 9296 - 1264
E-Mail: karl-heinz.niemann@hs-hannover.de 

 

Prof. Dr.-Ing. Ralf Sindelar
Allgemeine Werkstoffkunde, Polymerphysik

Tel.: +49 511 9296 - 1380
E-Mail: ralf.sindelar@hs-hannover.de

Projekte des Forschungsclusters

+        EEBF - Energetische Echtzeitbetriebsführung für Gebäude mit heterogener Haustechnik

Ziel des Projekts EEBF ist die Nutzbarmachung von Methoden aus den Bereichen Data Analytics und nichtlineare modellprädiktive Regelung (NMPC) für eine gesamtheitliche Betriebsführung von Wohngebäuden, die die Energieflüsse überwacht und hinsichtlich Nutzerkomfort, Energieverbrauch und -kosten in Echtzeit vorausschauend optimiert. Der erwartete Nutzen für den Bewohner besteht im Komfortgewinn, in signifikanten Einsparungen von CO2 und Energiekosten, Komfortgewinnen sowie verbesserten Möglichkeiten für Mieterstrommodelle. Mit drei Verbundpartnern aus den Bereichen Engineering, Energie- und Gebäudewirtschaft werden zeitlich hochaufgelöste Energieverbrauchsmessungen in einem Demonstratorgebäude durchgeführt, analysiert und in datenbasierte Verbrauchermodelle überführt. Diese Modelle ermöglichen eine hochgenaue Energiebedarfsprognose. Diese wird in der NMPC mit physikalischen Modellen der Energieerzeuger kombiniert und um Zielkriterien erweitert, sodass eine verbrauchs- und kostenoptimale Echtzeitbetriebsführung sämtlicher Haustechnikkomponenten entsteht. Die prototypische Umsetzung und Erprobung in einem Bestandsgebäude ermöglicht die Evaluation unter realen Bedingungen. Da EEBF Bestandsgebäude fokussiert, erfordert das Projekt keine speziell angepasste Haustechnik, sondern ist für den gesamten Gebäudebestand und Energiemarkt relevant, sodass ein signifikanter Beitrag zur Energiewende in Deutschland zu erwarten ist.

Laufzeit: 10.10.2019 – 30.09.2022
Förderlinie: 7.Energieforschungsprogramm der Bundesregierung - Innovationen für die Energiewende (BMWi)
Ansprechpartner: martin.grotjahn@hs-hannover.de

+        ELNawaRo - Elektrische Leiter aus nachwachsenden Rohstoffen

Im Rahmen des Projektes sollen polymerbasierte elektrische Leiter auf Basis von nachwachsenden Kohlenstoffträgern produziert werden, die eine Leitfähigkeit in der Größenordnung von Kupfer (oder größer) aufweisen. Das Verfahren wurde von der Hochschule Hannover und der Leibniz Universität Hannover bereits patentiert, allerdings wurden für die Erstellung der Patentschrift keine biobasierten Kunststoffe verwendet. Dieses wird im geplanten Projekt angestrebt. Im Vergleich zu den heute gängigen elektrischen Leitern auf metallischer Basis (vor allem Kupfer, Aluminium und Silber) weisen die von uns entwickelten Leiter eine deutlich geringere Dichte auf, sind auf die Masse bezogen also besser leitfähig als Kupferkabel. Die elektrischen Leiter bestehen aus Kohlenstoffverbindungen und werden aus kostengünstigen Polymeren hergestellt. Der von uns verwendete Prozess ist eng an das Herstellungsverfahren von üblichen Kohlefasern, wie sie in Luftfahrt und Automobilbau verwendet werden, angelehnt.

Laufzeit: 15.06.2018 – 14.06.2021
Förderlinie: Ideenwettbewerb – Neue Produkte für die Bioökonomie
Ansprechpartner: ralf.sindelar@hs-hannover.de

+        H-stromert - Hannover stromert: E-Laden für gewerbliche und private Mobilität“

Das Gesamtvorhaben zielt auf den Ausbau der Ladeinfrastruktur in halb- und nichtöffentlichen Bereichen und damit auf eine Erhöhung des Anteils der Elektromobilität am Modal Split ab. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitforschung in diesem Teilvorhaben werden die Aussagen zu zukünftigen Entwicklungen verschiedener Fuhrparks und damit verbunden der erforderlichen Ladeinfrastruktur ermittelt. Ziel ist es, die Fuhrparks der Projektpartner hinsichtlich ihrer potenziellen Elektrifizierung zu analysieren. Dabei spielen Sondernutzung der Fahrzeuge eine entscheidende Rolle, da diese teilweise den erforderlichen Energiebedarf steigen lässt. Im Fokus steht eine uneingeschränkte Nutzung der Fahrzeuge im täglichen Betrieb, unabhängig von Wetter- und Temperaturbedingungen und ohne Komfortbeeinträchtigung. Für die Dienstfahrzeuge ist eine maximale Verfügbarkeit während der Betriebszeiten zu berücksichtigen.

Laufzeit: 01.11.2018 - 30.09.2020
Förderlinie: BMWi / Sofortprogramm Saubere Luft 2017 - 2020
Ansprechpartner: lars.gusig@hs-hannover.de

+        Invisible Organs - TP2: Ex vivo Perfusionssystem

Menschen, die mit einem transplantierten Organ leben, haben stets das Risiko, dass ihr Körper das gespendete Organ abstoßt. Um dies zukünftig zu verhindern, wird im Rahmen eines Verbundforschungsprojekts aus MHH, HsH und LUH ein neuartiges Konzept der Organtransplantation entwickelt. Hierbei wird das gespendete Organ vor der Implantation gentechnisch so verändert, dass das Immunsystem des Empfängers dieses nicht mehr entdecken kann und somit auch nicht abstößt. Ziel dieses Teilprojektes ist es, eine entsprechende medizintechnische Anlage zu entwickeln, die in mehrere Phasen die gentechnische Organmodifikation durchführt. Ausgehend von einem am Markt erhältlichen Organerhaltungssystems soll dieses so modifiziert und erweitert werden, dass es für ein derartiges Tissue Engineering einsatzbar ist. Der Modifikationsprozess soll dabei rezeptgesteuert völlig automatisch alle erforderlichen Phasen durchlaufen und eine bestmögliche Organmodifikation sicherstellen

Laufzeit: 01.07.2018 - 30.06.2021
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: jens.hofschulte@hs-hannover.de

+        KäRaWas - Entwicklung einer Kältemaschine zur Raum-klimatisierung mit dem natürlichen Kältemittel Wasser

Im Rahmen des Projektes solle eine effiziente und kompakte Kältemaschine zur Raumklimatisierung mit dem Kältemittel Wasser unter Einbindung einer neu konstruierten Kompression-./Expansionsmaschine entwickelt werden.

Laufzeit: 01.10.2019 - 31.03.2022
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: martin.grotjahn@hs-hannover.de

+        Lane-Charge - Innovationen für eine nachhaltige Mobilität: Semi-dynamische induktive Ladung von E-Fahrzeugen

Im Gesamtvorhaben LaneCharge mit den Konsortialpartnern EDAG Engineering GmbH, SUMIDA Components & Modules GmbH sowie der Technischen Universität Braunschweig wird unter Leitung der Hochschule Hannover (HsH) ein induktives Ladesystem für Automobile mit dem Anwendungsfall eines Taxi-Stands konzipiert. Das Projekt LaneCharge wird im Rahmen der Förderrichtlinie Elektromobilität des BMVI mit insgesamt 3,7 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und durch den Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt. Im Vergleich zu existierenden stationären Ladesystemen wird ein quasi-dynamisches Ladeszenario konzipiert. Im Rahmen des Projekts wird an der HsH ein Testfeld und darauf aufbauend ein Taxi-Stand mit induktiven Ladespulen am Hauptbahnhof Hannover realisiert. Dort führt die HsH mithilfe der Taxi- und Energiewirtschaft eine Wirtschaftlichkeitsanalyse durch. Dank der öffentlichen Präsens der Taxiwirtschaft soll das vorherrschende Meinungsbild verbessert werden. Damit liefert das Gesamtvorhaben LaneCharge einen wichtigen Beitrag zum Umstieg auf Elektrofahrzeuge. Die bisher fehlende Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen in der Taxiwirtschaft kann mit dem induktiven Ladesystem erreicht werden, da durch die kontinuierlichen Zwischenladungen Batterien mit kleinerer Kapazität, d.h. mit geringerem Gewicht und geringeren Kosten verbaut werden können.

Laufzeit: 01.06.2019 - 31.05.2023
BMVI - Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Ansprechpartner: heiko.hepp@hs-hannover.de

+        OptiPeds - Elektromobilitätszuwachs durch optimierte Pedelec-Verleihsysteme

Im Forschungsprojekt OptiPeds werden die Erfolgsfaktoren für Pedelec-Verleihsysteme identifiziert und aus diesen eine Handlungsstrategie für zukünftige Verleihsysteme entwickelt. Dabei wird besonderes Augenmerk auf das Kernelement eines solchen Systems – dem Pedelec – gelegt. Mithilfe umfassender Datenerhebung der eigens für diesen Zweck bereits entwickelten Datenlogger kann die Belastung und Beanspruchung von Pedelecs bestimmt und daraus Empfehlungen für deren konzeptionellen Aufbau abgeleitet werden. Neben der Ableitung von Ergebnissen aufgrund der technischen Daten werden auch die zurückgelegten Strecken ortsabhängig mittels GPS-Sensor bestimmt. Aus diesen lassen sich ortsabhängige Geschwindigkeitsprofile ableiten, welche eine Entwicklung eines pedelecspezifischen Fahrzyklus erlaubt. Ziel ist es, einen allgemeingültigen Fahrzyklus für Pedelecs zu entwickeln, auf dessen Basis vergleichbare standardisierten Tests durchgeführt werden.

Laufzeit: 15.06.2018 – 14.06.2021
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: heiko.hepp@hs-hannover.de

+        SeSyMa - Sensorlose Regelung von Synchronmaschinen

Das Forschungsvorhaben zielt auf die Verbesserung der Betriebseigenschaften von sensorlosen permanenterregten Synchron-maschinen (SLPSM) ab, um die Einsatzgebiete dieser Systeme zu erweitern und Antriebssysteme mit geringerer Energie-effizienz ersetzen zu können. Als Voraussetzung für höchste Energieeffizienz von SLPSM besteht die größte Herausforderung darin, eine serientaugliche Regelung im gesamten Drehzahlbereich sicherzustellen - d.h. auch im besonders schwierigen Stillstand und beim Anlauf aus unbekannter Anfangsposition und -geschwindigkeit. Es existiert eine Vielzahl von Methoden zur sensorlosen Regelung. Allerdings unterliegen diese vielfältigen Einschränkungen und sind für den Praxiseinsatz nicht oder nur bedingt geeignet. Deshalb sollen diese Methoden evaluiert, optimiert und zu einem neuartigen Gesamtkonzept kombiniert werden. Eine schnelle Lageerkennung nach dem Einschalten soll zudem durch konstruktive Maschinenmodifikationen unter-stützt werden.

Laufzeit: 01.03.2017 - 29.02.2020
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: martin.grotjahn@hs-hannover.de

+        SYM-Lstrom - Elektrofahrantriebe – Maßnahmen gegen Lagerausfälle durch Lagerstrom in Elektrofahrzeugen mit Synchronmaschinen

In diesem Projekt sollen für Elektrofahrzeuge kostengünstige und wirkungsvolle Maßnahmen gegen Lagerausfälle durch Lagerströme in Traktionsantrieben mit Synchronmaschinen erarbeitet werden. Die Mechanismen zu Lagerströmen in Umrichter gespeisten Synchronmaschinen werden erarbeitet und mit Messungen verifiziert. Abhilfemaßnahmen für Synchronmaschinen werden erarbeitet und auf ihre Wirksamkeit überprüft. Die Maßnahmen werden technisch-wirtschaftlich bewertet und durch Messungen an Prototypen verifiziert.

Laufzeit: 01.03.2019 - 31.08.2021
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: carsten.fraeger@hs-hannover.de

+        TRINOWE - TRIbologie in NOrmen WEltweit

Durch die aktuellen Entwicklungen im Bereich des automatisierten Fahrens und der Elektromobilität steigen auch die Anforderungen an die Bremssysteme im Fahrzeug. Infolge dessen streben momentan neuartige Bremsflüssigkeiten mit verbesserten Temperatur- und Viskositätseigenschaften auf den Markt. Um den ebenfalls gesteigerten Anforderungen an das Reibungs- und Verschleißverhalten der Dichtungen im Bremssystem Rechnung zu tragen, wird im Verbundprojekt TriNoWe im Rahmen des Prüf- und Freigabeprozess für Bremsflüssigkeiten ein standardisierter Versuch entwickelt. Die Hochschule Hannover übernimmt hierbei die Aufgaben der Modellbildung und Simulation, sowie die Durchführung von rechnergestützten Parameterstudien.

Laufzeit: 01.10.2018 - 30.09.2020
Förderlinie: BMWi / Förderprogramm WIPANO
Ansprechpartner: markus.andre@hs-hannover.de

+        USEFUL: Untersuchungs- Simulations- und Evaluations- Tool für Urbane Logistik

Die systemübergreifende Erfassung, Simulation und Bewertung von zukunfts- und zielorientierten Lösungsansätzen für eine urbane Logistik, deren Anteil an der urbanen Mobilität wächst und eine Facette dieser logistikrelevanten Mobilitätsbedürfnisse der EinwohnerInnen einer Stadt ist, steht im Zentrum des Projekts USEfUL. Dabei liegt der projektbezogene Forschungsschwerpunkt des Teams der Fakultät II in den Themenfeldern Erfassung und Analyse von Logistik-Fahrzyklen sowie Bestimmung und Bilanzierung von Emissionen und Energiebedarfen. Das Team der Fakultät IV bringt Know-How in den Bereichen Simulation, Anwendungsentwicklung, Entwicklungsprozesse, Qualitätssicherung, Geschäftsprozessen sowie Logistikkonzepten ein.

Laufzeit: 01.09.2017 - 31.08.2020
Förderlinie: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ansprechpartner: lars.gusig@hs-hannover.de

 

 

 

 

Forschungscluster Energie - Mobilität - Prozesse veröffentlicht den ersten Band der Hochschulschriftenreihe "Angewandte Forschung für die Welt von morgen"

Die Mitarbeiter/-innen und Professor/-innen des Forschungsclusters Energie – Mobilität – Prozesse (EMP) haben zum Ende des letzten Jahres mit einer Auswahl von wissenschaftlichen Papern den Beginn der Hochschulschriftenreihe „Angewandte Forschung für die Welt von morgen“ initiiert.

Als Teil der 2015 verabschiedeten Forschungsstrategie hat die Hochschule Hannover sechs Forschungscluster eingerichtet, die das Forschungsprofil der Hochschule Hannover schärfen sollen. Das Forschungscluster EMP setzt sich dabei aus dem Institut für Konstruktionselemente, Mechatronik und Elektromobilität (IKME) und dem Institut für Verfahrenstechnik, Energietechnik und Klimaschutz (IVEK) zusammen. Der dadurch gegründete Forschungsverbund dient zur Erforschung und Entwicklung von neuen innovativen Produkten und Prozessen in den gesellschaftspolitisch wichtigen Bereichen der Energieversorgung, der Energieeffizienz, der Mobilität und der Prozess- und Anlagentechnik.

Im ersten Band der Schriftenreihe werden in acht Fachbeiträgen aktuelle Ergebnisse aus laufenden Forschungsprojekten vorgestellt. So zeigen Ergebnisse aus den Bereichen der urbanen Logistik, der Automatisierung von Energiemanagementsystemen, der Effizienz von neuen Kältemaschinen, der Entsäuerung von Kulturgütern, der Auslastung von Pedelec-Vermietsystemen und der Reichweite von Elektrofahrzeugen die Bandbreite und Leistungsstärke des Forschungsclusters auf. Darüber hinaus unterstützen 17 Faktenzusammenstellungen und Diagramme den gesellschaftlichen Diskurs rund um die Bereiche Energie, Mobilität und Prozesse.

Mit der Schriftenreihe wird so nicht nur ein Einblick in die Forschungsarbeiten der Hochschule Hannover gegeben, sondern gleichzeitig der Wissenstransfer in die Gesellschaft gefördert.

Die Schriftenreihe ist über folgenden Link abrufbar.