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Integrierte Energie- und Ressourceneffizienz

Gemeinschaftsstand der TU Wien auf der Hannover Messe 2016 | 25. bis 29. April 2016 | Halle 27, Stand L71

Messeneuheiten!

Die meisten Exponate werden erstmals einer breiten Öffentlichkeit präsentiert.

Kontakt: Dipl.-Ing. Peter Heimerl

Energieversorgung

LINK – sichere Integration von dezentralen Energieerzeugern und Haushalts-Anlagen in den Betrieb von Stromversorgungssystemen

  • Erstmals aktive Einbindung von dezentraler Erzeugung (Photovoltaik, Wind, Wasser) sowie von Speicheroptionen in breitem Maßstab in den Betrieb von Stromnetzen  – von Kleinkraftwerken bis Haushaltsebene
  • Erstmalige Möglichkeit, alle Endverbraucher flexibel in den Betrieb des Stromversorgungsnetzes einzubeziehen
  • Gewährleistung eines sicheren, zuverlässigen und nachhaltigen Betriebs des Stromnetzes im Normalzustand sowie in Notfällen
  • Drastische Reduktion der auszutauschenden Daten vermeidet enormer IKT-Herausforderungen
  • Einhaltung von strengen Anforderungen an den Datenschutz

Innovationsgrad:

  • Einzigartige Betriebsarchitektur, um die hohen Ansprüche an Smart Grids zur Gänze zu erfüllen
  • Erstmals vollständige Nutzung der physikalischen Möglichkeiten von Stromnetzen  für die Bedürfnisse des liberalisierten Strommarktes

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Betreiber von Hochspannungsnetzen (TSOs) sowie Mittel- und Niedrigspannungsnetzen (DSOs)
  • Hersteller von energietechnischen Komponenten und Reglern sowie Management Systemen für Stromversorgungsnetze
  • Eine „Energiewende“ benötigt für ihre Stromnetze eine Betriebsarchitektur, wie sie derzeit nur LINK bietet.

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Nutzung bestehender Gasnetze für den Transport von Wasserstoff

  • Neuartiger, energieeffizienter und kostengünstiger Transport von Wasserstoff (H2) aus erneuerbaren Energien zu Verbrauchern
  • H2-On-Demand in Brennstoffzellenqualität aus dem Erdgasnetz
  • Simple Einspeisung und hochreine Auskoppelung
  • Für die Belieferung von Wasserstoff-Tankstellen ohne Erdgasreformierung
  • Funktionsfähig ab 1% Wasserstoff im betreffenden Abschnitt des Erdgasnetzes
  • Wichtiger Beitrag für die H2-Mobilität

Innovationsgrad:

  • Erste höchst energieeffiziente Versorgung dezentraler Verbraucher von Elektrolyse-Wasserstoff aus erneuerbaren Stromüberschüssen – flexibel und sicher

Zielgruppen:

  • Betreiber von Erdgasnetzen
  • Betreiber von Wasserstoff-Elektrolyse
  • Betreiber von Tankstellen oder stationären Brennstoffzellen

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Power-to-Gas für flexible Energiespeicherung

  • Verdopplung der einspeisbaren Biomethanmenge einer Biogasanlage durch Methanisierung des CO2 aus dem Biogas mit erneuerbarem Wasserstoff
  • Duale Nutzung der Membran-Aufbereitungsanlage für Biogas oder Gas aus der Methanisierung
  • Kostengünstiger Retrofit und flexible Zusatznutzung von Biogas-Standorten mit bestehenden Membran-Aufbereitungsanlagen zur Biomethan-Netzeinspeisung durch Power-to-Gas Energiespeicher
  • Einfache, einstufige Methanisierung ohne Vorabtrennung des Methan – vereinfachte Prozesskette mit bis zu 25% niedrigeren Investitionskosten
  • Ökonomischer Wärmehaushalt – wertvolle Prozesswärme auf hohem Temperaturniveau aus der Methanisierung
  • Flexibilität für eine lastabhängige Methanisierung durch Zwischenspeicherung von CO2
  • Einhaltung strenger EU-Normen für die Produktion von Biomethan und anderen länderspezifischen Gasqualitäten – bis zu 99,5% Methan
  • Problemfreies Einhalten von Grenzwerten für Wasserstoff, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid gemäß regionaler Einspeiserichtlinien

Innovationsgrad:

  • Erstes Konzept dieser Art
  • Erfolgreiche Praxistests in Pilotanlagen

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Betreiber von Biogasanlagen
  • Stromproduzenten und Netzbetreiber, die nach Möglichkeiten der flexiblen Speicherung von Überschussstrom suchen
  • Planer und Anlagenbauer

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Neue, kostengünstige Bauweise für Türme von Windenergieanlagen

  • Neuartige, materialsparende Bauweise für hohe Betontürme

    • Wirtschaftlich überlegene Ausführung für Windenergieanlagen mit einer Nabenhöhe ab 100 m
    • Hohe Turbinenanordnung macht auch Waldstandorte und windschwache Regionen attraktiv

  • Einsatz von Halbfertigteilen (Doppelwänden)

    • Kurze Bauzeit, hoher Vorfertigungsgrad, qualitativ hochwertige Bauteile, leicht beherrschbare Technologie
    • Kombination der Vorteile von Fertigteil- und Ortbetonbauweise –schnelle Errichtung und hohe Tragfähigkeit

  • Variable Geometrien realisierbar

    • Turmwandneigungen veränderlich über die Höhe herstellbar
    • Unterschiedliche polygonale Turmquerschnitte möglich

  • Ideal für schwingungs- und ermüdungsbeanspruchte Bauwerke
  • Beständig gegenüber Umwelteinflüssen
  • Besonders vorteilhaft bei schwer zugänglichen Errichtungsorten

Innovationsgrad:

  • Erstmaliger Einsatz von Halbfertigteilen im Turmbau

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Hersteller und Betreiber von Windenergieanlagen
  • Bauunternehmen – anwendbar für beliebige Turmbauten

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Heliofloat - neuartige schwimmende Plattformen für Solarenergienutzung, Entsalzung und weitere Nutzungen

  • Plattformen über dem Wasser - stabil, schlank, modular
  • Kosteneffizient
  • leicht
  • selbststabilisierend – bei beliebig hohem Seegang
  • Einsatz herkömmlicher Materialien
  • Verschiedenste Geometrien realisisierbar, ab einer Größe von etwa 100 x 100 m
  • neue Perspektiven für Energie- und Wasserwirtschaft, Solarparks, Meerwasserentsalzung, Wohnen

Innovationsgrad:

  • völlig neuartiges Konzept, basierend auf detaillierten strömungs- und festigkeitsmechanischen Berechnungen sowie auf erfolgreichen Laborversuchen
  • erstmalige Messepräsentation

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Photovoltaik und Solarkollektoren
  • Meerwasserentsalzung
  • Sport- und Freizeitanlagen
  • Beliebige Nutzungen „über dem Wasser“

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Maschinen- und Anlagenbau

Sensorlose Magnetlager – für höchste Dynamik bei geringen Systemkosten

  • Wartungsfreiheit
  • Wegfall von fehleranfälliger Sensorik
  • Reduzierung der Baugröße durch Wegfall des Sensorraumbedarfs
  • Indirekte Bestimmung der Position bzw. Exzentrizität aus Strominformationen
  • Keine Lagerreibungsverluste, keine Schmiermittel nötig
  • Unwucht kann beobachtet und kompensiert werden
  • Drehzahlgrenze nur durch mechanische Limits vorgegeben
  • Ersatz für Wälzlager bei hohen Drehzahlen – Erschließung neuer Anwendungen
  • Testserien im Labor an der TU Wien haben bewiesen: auch bei mechanisch schwierigen Systemen – mit kritischen Resonanzen, Unwucht etc. – gleiche Regelqualität wie sensorbasierte Systeme

Innovationsgrad:

  • Weltweit einzigartiges System

Anwendungsfälle bzw. Zielgruppen:

  • Höchstdrehzahlantriebe, Spindelantriebe, Strömungsmaschinen, Antriebe im Vakuum

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Sensorlose Regelung für Reluktanz- und Permanentmagnet-Synchronmotoren

  • Für Antriebe mit höchsten Effizienzansprüchen (IE4) ohne mechanische Geber – wie z.B. Rotorlagegeber und Tachogeneratoren
  • Volles Drehmoment auch im Stillstand
  • Hochdynamische Drehzahl- und Drehmomentregelungen
  • Kein außer Tritt Fallen, keine bleibenden Winkelfehler– auch nicht bei Überlast oder geringen Drehzahlen
  • Kein Rotorlagegeber – Reduktion des Bauraums, der Sensorkabel und Steckverbindungen
  • Für sicherheitskritische Anwendungen als quasi-redundante Positions- und Drehzahlbestimmung geeignet

Innovationsgrad:

  • Erstmals hocheffiziente, synchron laufende Antriebe zu günstigen Systemkosten – ein Ersatz für einfache Lösungen mit Asynchronmotoren
  • Mit Reluktanzmotoren: keine Seltenerdmetalle, kein Magnetfeld im stromlosen Zustand – vorteilhaft für spezielle Funktionen, wie z.B. Magnetlagerung
  • Antriebe höchster Zuverlässigkeit – bereits erfolgreich im Serieneinsatz z.B. für Medizin- oder Luftfahrtanwendungen!

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Antriebe für Industrie, Mobilität und Konsumgüter – von wenigen Watt bis in den Megawatt-Bereich
  • Höchste Energieeffizienz (IE4) und Zuverlässigkeit – auch für schwierige Umgebungsbedingungen

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Materialverarbeitung

Inline- Qualitätskontrolle für Beschichtungsprozesse

  • Erste kompakte und einfache Lösung für berührungslose und flächige Erfassung der Schichtdickenverteilung in Echtzeit
  • Z.B. für R2R, PVD, CVD, Sprühen, Pulverbeschichten etc.
  • Für Schichtdicken von Nanometer (nm) bis Mikrometer (µm)
  • Geeignet für transparente und semi-transparente Beschichtungsmaterialien
  • Auch auf flexiblen, transparenten und doppelbrechenden Materialien, wie z.B. Kunststofffolien
  • Erhöhte Energie- und Ressourceneffizienz durch Vermeidung von Ausschuss sowie Reduktion der Schichtdicke

Innovationsgrad:

  • Weltweit einzigartig einfaches, kompaktes und energieeffizientes (mW) System, das in Echtzeit Schichtdickenverteilungen in 2D liefert
  • Robustes Messprinzip und kostengünstige Komponenten ermöglichen ausgezeichnetes Preis-Leistungsverhältnis

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle sind:

  • Hersteller von Photovoltaik, Batterien, Brennstoffzellen, Bioreaktoren (z.B. Wasserstoff-Produktion) etc.
  • Produzenten von Beleuchtung (LEDs, OLEDs), Displays, gedruckte Elektronik, Sensor- und Messtechnik (z.B. Dünnschicht-DMS), Diagnostik (z.B. lab-on-chip), Maschinenbau (Härtung, Rheologie), Biologie, Medizin, Pharmazie (z.B. keimtötende Beschichtungen), Chemie- und Kunststofftechnik etc.
  • Online Qualitätskontrolle in Echtzeit, die Produktion mit Fehlerquote 0 ermöglicht

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Pulverspritzguss von Aluminiumlegierungen

  • Erstmalig Bauteile aus Aluminiumlegierungen im Pulverspritzguss (MIM – Metal Injection Moulding)
  • Materialeinsparung und damit Gewichtsreduktion von bis zu über  50%
  • Komplexe Geometrien nun auch für Großserien aus Al-Legierungen
  • 3D-Design mit Optimierung der Konstruktion bei Beibehaltung der Funktionalität – im Vergleich zur konventionellen Fertigung durch Zerspanung
  • Funktionalitäten, die derzeit nur gefügt oder aus Kostengründen gar nicht realisierbar sind
  • Größere Bauteile als derzeit im MIM üblich – aufgrund der relativ kostengünstigen Ausgangspulver

Innovationsgrad:

  • Weltweit erstmalig können Al-Legierungen im Pulverspritzguss (MIM) eingesetzt werden

Zielgruppen:

  • Hersteller oder Verwender von Al-Kleinteilen
  • Leichtbau - Automobil, Uhren, Werkzeugmaschinen, Gehäuse, Luft- und Raumfahrt etc.

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REProMag Ressourceneffiziente Produktion von Selten-Erd-Magneten

  • Erstmalig Bauteile aus recyclierten Selten-Erd-Magneten mit komplexen Geometrien durch Pulverspritzguss (MIM – Metal Injection Moulding) und 3D-Druck im Magnetfeld
  • Verwendung von recyclierten Selten-Erd-Metallen für nachhaltige Pulver und Feedstockproduktion
  • Vermeidung von Nachbearbeitungsschritten kombiniert mit innovativen anti-Korrosion-Schutzschichten
  • Abfallfreie Produktion durch 100% Recyclingquote
  • Reduktion der Rohmaterialkosten um 30-40% während der Produktion
  • 30% Energieeinsparung während der Produktion durch Vermeidung von energieintensiven Nachbearbeitungsschritten
  • Erhöhung des magnetischen Energieproduktes um 10-40% durch komplexe 3D Strukturen in miniaturisierten Anwendungen

Innovationsgrad:

  • Herstellung komplexer Seltenerd-Magneten in Großserien durch MIM im Magnetfeld
  • Herstellung von Kleinserien durch 3D-Druckverfahren im Magnetfeld
  • Vermeidung von teuren und umweltschädlichen Schleifprozessen durch Net-Shape Verfahren

Zielgruppen sind:

  • Verwender von NdFeB-Magneten in Miniaturanwendungen (Elektronik, Automobil,…)

REProMag wird im Rahmen von “Horizon 2020” der Europäischen Union im Projekt Nr. 636881 gefördert und gemeinsam mit 13 Partnern umgesetzt.

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Polymere für hochpräzise und hochfeste Produkte aus 3D-Druck

  • Erstmals komplexeste Geometrien mit besten Qualitäten herstellbar
  • Ausgezeichnete Oberflächengüte, mechanische Eigenschaften und thermische Beständigkeit
  • Erster 3D-Druck in Qualität von Polymer-Spritzguss
  • Neuartiges Polymermaterial für technische Anwendungen
  • Erstmalige Anwendung von Materialrecycling im lithographiebasierten 3D Druck
  • Erhöhung der Materialeffizienz um bis zu 75 % gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren und um bis zu 25 % gegenüber heute üblichen 3D Druckverfahren
  • Reduktion des Energieverbrauches um bis zu 35 % gegenüber den heute üblichen 3D-Druckverfahren

Innovationsgrad:

  • Erstmalige öffentliche Präsentation von 3D-gedruckten Produkten in Spritzgussqualität

Zielgruppen bzw. Anwendungsfälle:

  • Kunststofftechnik, Automobil-, Elektroindustrie, Konsumgüter, Maschinenbau, Modellbau etc.

Diese Forschung an der TU Wien wurde gefördert im Rahmen des Projektes Nr. 633192 gefördert von „Horizon 2020“ der Europäischen Union.

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Kontaktdaten

Nähre Information zum Auftritt der TU Wien bei der Hannover Messe:

Dipl.-Ing. Peter Heimerl  
TU Wien – Forschungsmarketing
Karlsplatz 13/E006, 1040 Wien, Österreich
M: +43-664-605883320
T: +43-1-58801-406110
forschungsmarketing@tuwien.ac.at

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