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IdE stellt sich vor
IdE stellt sich vor www.ide-kassel.de IdE Institut dezentrale Energietechnologien Firma IdE Institut dezentrale Energietechnlogien Rechtsform: gemeinnützige GmbH Sitz: Kassel Geschäftsführung Dr.-Ing. Martin Hoppe-Kilpper Dr.-Ing. Clemens Mostert Wissenschaftliche Leitung Prof. Dr. rer. nat. Ludwig Brabetz Prof. Dr.-Ing. Klaus David Prof. Dr.-Ing. Jens Hesselbach Prof. Dr. rer. nat. Klaus Vajen Prof. Dr.-Ing. Peter Zacharias Gesellschafter Handelsregister HRB 15445, Registergericht Amtsgericht Kassel, eingetragen 14.04.2011 Inhalt 5 Ziele 6 Forschungsthemen 7 Forschungsschwerpunkte 9 Dezentrale Energiekonzepte 13 Elektrische Energiesysteme 17 Thermische Energiesysteme 21 Produktion & Energie 25 Kommunikation & Software 29 Fahrzeugsysteme 32 Ausgewählte Projekte 33 Entwicklung und Evaluierung der Lithium-Ionen Batterie neeoQube zur Erhöhung des Eigenstromverbrauchs von PV-Energie 34 100% Erneuerbare-Energie-Regionen 36 Interaktive Datenbank für Studiengänge im Bereich Regenerative Energien 38 PINTA - Pervasive Energie durch internetbasierte Telekommunikationsdienste 40 Blue Factory 41 Konzeptstudie zur Ermittlung von CO2-Emissionen in Einfamilienhäusern 42 Kooperationsstruktur und Gesellschafter Inhalt „IdE verfolgt auf dem Gebiet der Energiesystemtecknik einen ganzheitlichen Ansatz. Unsere Forschungsthemen umfassen deshalb die Energiebedarfsfelder Strom und Wärme gleichermaßen - einschließlich der Elektroenergieversorgung für die E-Mobilität. Eine ganz besondere Rolle spielt bei uns die Energieeffizienz als Querschnittsthema.“ Dr.-Ing. Martin Hoppe-Kilpper, Geschäftsführer 4 Ziele In der Region Nordhessen ist in den vergangenen 30 Jahren umfangreiches Know-how im Themenfeld der dezentralen Energietechnik entwickelt worden. Die Universität Kassel, universitätsnahe Institutionen sowie erfolgreiche Wirtschaftsunternehmen forschen intensiv in dem Themenfeld dezentraler Energie- und Effizienztechnologien. Durch Zusammenarbeit bietet die Branche der erneuerbaren Energien und Energieeffizienz eine exzellente ökonomische Perspektive, Arbeitsplätze und Wertschöpfung, Qualitätsverbesserung und vor allem Innovationen zu schaffen. Vor diesem Hintergrund werden mit dem IdE die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten in Nordhessen gezielt ausgebaut sowie die bereits gut ausgeprägten Kooperationsstrukturen zwischen der Universität Kassel und der Wirtschaft weiterentwickelt. Das IdE wurde in gemeinsamer Trägerschaft aus Universität Kassel, regionalen Unternehmen, dem Unternehmens- und Technologienetzwerk deENet, der Stadt Kassel sowie der Gemeinde Niestetal als gemeinnützige GmbH gegründet. Übergeordnetes Ziel der Gesellschaft ist die Förderung von Wissenschaft und Forschung, insbesondere durch: • interdisziplinäre Bearbeitung von Forschungs- und Entwicklungsaufgaben sowie Technologietransfer auf dem Gebiet der Energiesystemtechnik • Durchführung öffentlich geförderter, anwendungsbezogener Forschungs- und Entwicklungsprojekte • Auftragsforschung und Produktentwicklung bis zum Prototyp („Null-Serie“) • Durchführung von Anwendungs- und Demonstrationsprojekten • Förderung des wissenschaftlich-technischen Nachwuchses Mit der strategischen Einbindung von Unternehmen als Gesellschafter wurde ein leistungsfähiges Institut in öffentlich-privater Partnerschaft geschaffen, das neben der Forschung auch dem Technologietransfer und der Aus- und Weiterbildung dient. Die ausgeprägte Orientierung auf Anwendung soll helfen, modellhafte Lösungen in der Praxis zu demonstrieren. Für die 5-jährige Aufbauphase erhält das IdE einen Zuschuss des Hessischen Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionalentwicklung (EFRE). Ziele 5 Forschungsthemen Der globale Klimawandel und die Ressourcenverknappung erfordern die Umstellung der Weltenergieversorgung auf emissionsfreie und nachhaltige Technologien. Langfristig wird es dabei zu einer Verschmelzung der Strom-, Gas- und Wärmeversorgung sowie der Elektromobilität kommen. Bei der umfassenden Einführung und Nutzung der erneuerbaren Energien ist neben ihren vielfältigen Vorteilen das volatile und standortabhängige Leistungsangebot zu berücksichtigen. Dies macht einen grundlegenden Umbau der Energieversorgungsinfrastruktur und die rasche Entwicklung und Umsetzung neuer technischer und wirtschaftlicher Konzepte erforderlich. Der notwendige Systemwechsel führt weg von den bisherigen zentralen Strukturen mit großen Kraftwerken und einer Systemverantwortung auf Übertragungsnetzebene hin zu dezentraler Energieerzeugung und regionalen Kooperationen. Dezentrale Energiesysteme erfordern eine aktive Einbindung der Energieverbraucher, die Nutzung aller vorhandenen Effizienzpotenziale und neuer Geschäftsmodelle in der Energiewirtschaft. Diese Form der Energieversorgung benötigt eine hohe Kompatibilität der Komponenten untereinander, einheitliche Schnittstellen sowie intelligente Regelungs- und Betriebsführungskonzepte mit dem Ziel einer Gesamtsystemoptimierung. Das IdE entwickelt die hierfür erforderliche Energiesystemtechnik, die der entscheidende Schlüssel auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung ist. Die Energieversorgungssysteme der Zukunft werden durch eine weiter zunehmende Vernetzung gekennzeichnet sein. Für eine intelligente Kombination von Energieerzeugung, -speicherung und -transport müssen Systemkomponenten mit unterschiedlichster Zweckbestimmung und Leistungsgröße zusammengeführt werden. Im IdE arbeiten Experten aus Industrie und Forschung gemeinsam an der Weiterentwicklung der Komponenten, der Integration neuer Informations- und Kommunikationstechnologien, der Optimierung der Netzstabilität und der Steigerung der Energieeffizienz. Folgende inhaltliche Themenbereiche werden im IdE bearbeitet: • Netzintegration dezentraler Energieversorgungsanlagen • Leistungselektronik für dezentrale Energiesysteme • Dezentrale Energiewirtschaft • Thermische Solarenergie und Energiesysteme • Kommunikationstechnik und Software • Energieeffiziente Prozesse und Technologien • Elektrosystemtechnik für Fahrzeuge • Regionale Umsetzung und nachhaltige Energieversorgung • Planung, Bau und Betrieb von öffentlichen Energieverteilungsnetzen • Mitarbeit in nationalen und internationalen Normungsgremien 6 Forschungsschwerpunkte Die Forschungsarbeiten des Instituts erfolgen in folgenden Abteilungen • Dezentrale Energiekonzepte • Elektrische Energiesysteme • Thermische Energiesysteme • Produktion & Energie • Kommunikation & Software • Fahrzeugsysteme Auf dem Gebiet der Entwicklung von Komponenten, Strukturen und Systemen setzt das Institut mit seinen Wirtschaftspartnern auf einem hohen Entwicklungs- und Kooperationsniveau auf. Das IdE kooperiert hochschulseitig mit den Fachgebieten Elektrische Energieversorgungssysteme (Prof. Dr. Zacharias), Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik (Prof. Dr. Brabetz), Kommunikationstechnik (Prof. Dr. David), Umweltgerechte Produkt und Prozessoptimierung (Prof. Dr. Hesselbach) sowie Solar- und Anlagentechnik (Prof. Dr. Vajen). Ihnen obliegt im IdE die wissenschaftliche Leitung jeweils einer Fachabteilung, die anwendungsnahe Forschungs- und Entwicklungsprojekte durchführt. Die Hochschullehrer bilden das wissenschaftliche Leitungsgremium. Unsere Angebote richten sich an Ministerien des Bundes und der Länder, die Europäische Kommission, Unternehmen, Kommunen und Landkreise. Forschungsthemen und Forschungsschwerpunkte 7 Die schrittweise Umstellung des heutigen Energiesystems auf dezentrale, erneuerbare Energien sowie die Erschließung vorhandener Effizienzpotenziale bedingt die Lösung vielfältiger technischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Herausforderungen. Gerade den Kommunen, Landkreisen und anderen Planungsregionen kommt bei der Umsetzung von nachhaltigen Versorgungslösungen eine steigende Bedeutung zu. 8 Dezentrale Energiekonzepte Die Abteilung Dezentrale Energiekonzepte beschäftigt sich mit den Chancen und Herausforderungen der Transformation des Energiesystems zu einem überwiegenden Einsatz von erneuerbaren Energien und einer stärkeren dezentralen Erzeugung. Ein Forschungsschwerpunkt der Abteilung ist das Unterstützen und die wissenschaftliche Begleitung von Regionen auf Ihrem Weg zu 100% erneuerbaren Energien (z. B. durch die Erstellung von Energie- und Klimaschutzkonzepten). Das Ziel ist es, die entwickelten Konzepte unter Beteiligung von Akteuren aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und Bürgern erfolgreich umzusetzen. Hierzu wird die fachliche Expertise der übrigen Instituts-Abteilungen des IdE eingebunden. Die Integration erneuerbarer Energien in die Energieversorgung berücksichtigt Energie- und Lastmanagement, Strom- und Wärmenetze, Speicher, Potentiale, ökonomische Kriterien sowie rechtliche Rahmenbedingungen. Über Modellbildung und Simulation werden das Zusammenspiel der Systemkomponenten in der notwendigen zeitlichen Auflösung simuliert, der konkrete technische Nutzen quantifiziert, ökonomische Kennzahlen verglichen und die aktuell rechtlichen Möglichkeiten berücksichtigt. Die Untersuchungen zu Energiekonzepten werden durch praxisorientierte technologische Entwicklungsarbeiten ergänzt. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Flexibilisierung von Erzeugungs- und Laststeuerung unter Einsatz von Speichern. In der interdisziplinär ausgerichteten Forschung nehmen die gesellschaftspolitische Perspektive und der herausragende Einfluss von Politik und Öffentlichkeit auf die Strukturdynamik des Transformationsprozesses eine zentrale Rolle ein. Kompetenzen • Integration erneuerbarer Energien in die Energieversorgung und Energieeffizienzmaßnahmen • Technologische Systemansätze - Modellierung, Berechnung und Simulationen zur Bewertung von Energiekonzepten • Berechnung regionaler Wertschöpfungseffekte • Umsetzung und Begleitung technischer und gesellschaftlicher Innovationen • Begleitung politischer Prozesse und Bürgerbeteiligung • Kommunikation - Akteure zusammen bringen, vernetzen und Lösungen erarbeiten • Wissen und Erfahrung zum Thema Energiewende bündeln und weitergeben Dezentrale Energiekonzepte 9 10 Dr.-Ing. John Sievers Abteilungsleiter Dezentrale Dr.-Ing. John Sievers (geb. 1971 in Frankfurt am Main) hat an der Universität Kassel Maschinen- Energiekonzepte bau studiert und seitdem im Fachbereich Elektrotechnik/Informatik im Bereich der Energieeffizienz Ständeplatz 15 und der Integration erneuerbarer Energien in die Strom- und Wärmeerzeugung gearbeitet. Das 34117 Kassel Aufgabenfeld Integration von hohen Anteilen erneuerbarer Energien in das europäische Stromnetz umfasste Demand Side Management (DSM), Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Untersuchungen zur Tel.: 0561-788 096 -262 optimalen Nutzung von Biogas sowie Wärmenetze mit KWK und Wärmespeichern. [email protected] Die Dissertation zum Thema „Dieselmotor-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen im Kontext der Integration erneuerbarer Energien in die Energieversorgung“ untersuchte vor dem Hintergrund eines Umstiegs auf eine vollständige Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien die Variation aller relevanten Randbedingungen im möglichen Spektrum. Ein weiterer Schwerpunkt seiner Arbeit an der Universität Kassel waren Untersuchungen zur Lebenszyklusanalyse der Umweltwirkungen von Baustoffen sowie Vergleiche zu Lebenszykluskosten im Gebäude- und Energiebereich. Darüber hinaus wurde ein auf den Ausgleich von Windenergie optimiertes KWK-System (THKW) inklusive aller Komponenten und Steuerung praktisch umgesetzt und für einen Dauerpraxistest in Betrieb genommen. Seit Oktober 2011 leitet er die Abteilung Dezentrale Energiekonzepte am IdE. Dezentrale Energiekonzepte 11 Die Abteilung Elektrische Energiesysteme befasst sich mit geräteorientierter Energiesystemtechnik für die Nutzung erneuerbarer Energien mit besonderem Schwerpunkt auf die Stromrichtertechnik in Verteilnetzen, Hybridsystemen, bei dezentraler Energiewandlung sowie mobilen Energieversorgungssystemen. 12 Elektrische Energiesysteme Die Abteilung Elektrische Energiesysteme erarbeitet Lösungen zur Nutzung dezentral verfügbarer Energieressourcen in stationären und mobilen elektrischen Anwendungen. Die Themen reichen dabei von der Netzintegration dezentraler Energielieferanten und den dafür erforderlichen Automatisierungslösungen bis zur Entwicklung von Speziallösungen für Systemkomponenten und deren Steuerung. Diese Arbeiten dienen der anwendungsnahen Grundlagenforschung sowie dem Transfer von Grundsatzlösungen aus der Universität Kassel in die industrielle Anwendung. Motivation und auch Zielstellung ist dabei die Stärkung der energietechnischen ingenieurwissenschaftlichen Basis auf dem Gebiet der elektrischen Energiesysteme in der Region durch ein vernetztes Agieren des IdE mit dem Fraunhofer IWES und den Unternehmen und Instituten des deENet e. V.. Dadurch soll der Anteil der Wertschöpfung im zukunftsträchtigen Bereich der Energiesystemtechnik in der Region gesteigert und langfristig sichere Arbeitsplätze geschaffen werden. Die wissenschaftliche Arbeit ist - ausgehend von der elektrischen Energietechnik - ausgerichtet auf die Organisation und Koordinierung einer interdisziplinären und transdisziplinären Forschungstätigkeit von Partnern, die sich auf verschiedenen Niveaus der Nähe zu Anwendung befinden. Kompetenzen • Systemgestaltung und Interaktion von vernetzten Versorgungsgebieten • Modellierung und Steuerung von Lastflüssen in Verteilnetzen • Stabilitätsuntersuchungen von Netzen mit hohem Durchdringungsgrad mit erneuerbaren Energiequellen • Lebensdauer- und Kostenuntersuchungen für Betriebsmittel und Komponenten von Energieverteilungsnetzen • Übertragung der Methodik zur Steigerung der Effizienz elektrischer Energiewandler aus dem Bereich der erneuerbaren Energietechnologien in den automotiven und allgemeinen industriellen Anwendungsbereich • Entwicklung von Methoden zur messtechnischen und simulativen Untersuchung von Versorgungsgebieten hinsichtlich eines optimalen Ausbaus mit erneuerbaren Energien Elektrische Energiesysteme 13 14 Prof. Dr.- Ing. habil. Peter Zacharias Wissenschaftlicher Leiter Prof. Peter Zacharias (geb. 1957 in Torgau) studierte an der Technischen Hochschule und jetzigen Elektrische Energiesysteme TU Magdeburg Elektrotechnik im Wissenschaftsbereich „Elektrotechnologische Verfahren und Wilhelmshöher Allee 71 Anlagen“. 34121 Kassel Nach Studienabschluss 1979 als Diplomingenieur und eines anschließenden Forschungsstudiums Tel.: 0561-804-6344 auf dem Gebiet elektrophysikalischer Materialbearbeitungsverfahren erlangte er 1982 den aka- [email protected] demischen Grad des Dr.-Ing. mit einer Arbeit zur Bearbeitungsgenauigkeit beim funkenerosiven Drahterodieren. Danach dehnte er seine Forschungstätigkeit auch auf elektrochemische und vor allem auf Laserbearbeitungsverfahren aus. Zu diesen Forschungsarbeiten habilitierte er sich schließlich 1986 auf dem Gebiet Elektrotechnik an der TU Magdeburg zum „Doctor scientiae technicarum“ (habil.). Seit 1990 war er in der Forschung und Entwicklung mehrerer Unternehmen und Institute tätig. 2005 hat Prof. Zacharias die Leitung des Fachgebiets „Elektrische Energieversorgungssysteme“ an der Universität Kassel übernommen und leitet dort seit 2009 auch das Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energiesysteme (KDEE). Er trat dem Vorstand des deENet Kompetenznetzwerks dezentrale Energietechnologien in Kassel bei und war von 2005-2009 Vorstandsmitglied des Instituts für Solare Energieversorgungstechnik (ISET). 2012 hat er zudem die wissenschaftliche Leitung der Abteilung Elektrische Energiesysteme am IdE übernommen. Dipl.- Ing. Dipl.- Wirtsch.- Ing. Christof Dziendziol , M. Sc. Abteilungsleiter Elektrische Energiesysteme Wilhelmshöher Allee 71 34121 Kassel Tel.: 0561-804-6370 [email protected] Elektrische Energiesysteme 15 Fast 50% des Endenergiebedarfs in der EU ist thermische Energie. Die Abteilung Thermische Energiesysteme entwickelt Lösungen mit dem Ziel, diesen Energieverbrauch durch Effizienzsteigerungen zu reduzieren und möglichst regenerativ bereitzustellen. 16 Thermische Energiesysteme Die Abteilung Thermische Energiesysteme beschäftigt sich mit Komponenten und Systemen zur dezentralen Wärmeversorgung. Das Methodenspektrum umfasst dabei sowohl experimentelle Untersuchungen als auch mathematische Modellierungen und Optimierungen thermischer Komponenten und Systeme. Die Leistungen der Abteilung umfassen Machbarkeitsuntersuchungen, Entwicklung von Produkten und Energieeffizienzkonzepten sowie wissenschaftlichen Begleitung von Demonstrationsprojekten. Einen besonderen Schwerpunkt bilden dabei auch internationale Projekte. Daneben umfasst das Spektrum der Abteilung auch den Bereich Hochschulbildung zu regenerativen Energien und Energieeffizienz. Beispielsweise koordiniert die Abteilung den Masterstudiengang „Regenerative Energien und Energieeffizienz“ an der Universität Kassel und entwickelt im Auftrag des BMU ein europaweites Informationsportal zu Studienmöglichkeiten in diesem Bereich. Kompetenzen • Thermische Speicher und Speichersysteme • Thermische Solaranlagen • Wärmeversorgung für industrielle Prozesse – Wärmerückgewinnung, Betriebsoptimierung, Integration solarer Wärme • Wärmeversorgung von Schwimmbädern • Fernwärmenetze • Trocknungsprozesse in Industrie und Landwirtschaft • Energieeffiziente Haustechnik • Hochschulbildung im Bereich regenerative Energien und Energieeffizienz Thermische Energiesysteme 17 18 Prof. Dr. rer. nat. Klaus Vajen Wissenschaftliche Leitung Prof. Dr. rer. nat. Klaus Vajen (geb. 1960 in Verden) hat Physik und Energietechnik in Marburg, Thermische Energiesysteme Oldenburg und Kassel studiert und arbeitete danach als Projektingenieur bei einer führenden Firma Kurt-Wolters-Straße 3 aus dem Bereich der Solartechnik. 34125 Kassel Er promovierte 1996 an der Universität Marburg und war dort anschließend wissenschaftlicher Tel.: 0561-804-3891 Assistent. Seit 2001 nimmt er die Professur „Solar- und Anlagentechnik“ an der Universität Kassel [email protected] wahr. Die Schwerpunkte seiner wissenschaftlichen Tätigkeit liegen in den Bereichen Solarthermie, thermische Energiesysteme, Sorptionsprozesse sowie Energieeffizienz in Gebäuden. Im Rahmen von F&E-Projekten unterhält der Lehrstuhl rund 50 laufende internationale Kooperationen. Prof. Vajen war Vizepräsident der International Solar Energy Society (ISES) und Chair des Solar World Congress 2011 in Kassel. Er ist Sprecher des Fachausschusses Hochschule der deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie, Leiter des Masterstudienganges „Regenerative Energien und Energieeffizienz“ an der Universität Kassel und koordiniert zusammen mit Prof. U. Jordan (Universität Kassel) europaweit die Doktorandenausbildung im Bereich Solarthermie. 2012 hat er zudem die wissenschaftliche Leitung der Abteilung Thermische Energiesysteme am IdE übernommen. Dipl.-Ing. Janybek Orozaliev Abteilungsleiter Thermische Energiesysteme Kurt-Wolters-Straße 3 34125 Kassel Tel.: 0561-804-2636 [email protected] Thermische Energiesysteme 19 Ziel der Abteilung Produktion & Energie ist es, Produktionsprozesse effizienter zu gestalten, um möglichst viel Energie einzusparen und die Produktivität insgesamt zu steigern. Die intelligente Energieversorgung ist ein zentraler Wettbewerbsfaktor für Unternehmen geworden. Die Abteilung beschäftigt sich mit abgestimmten Gesamtkonzepten von energieeffizientem Verbrauch, dezentraler Energieversorgung und einem kontinuierlich steigenden Anteil an regenerativen Energien. 20 Produktion & Energie Die Abteilung Produktion & Energie arbeitet auf dem Gebiet der Energie- und Ressourceneffizienz sowie dem Einsatz dezentraler und erneuerbarer Energien in der Produktion. Es werden anwendungsnahe Forschungs- und Entwicklungsprojekte, häufig in Kooperation mit Industriepartnern, durchgeführt, um eine bessere und zügige Umsetzung in die Anwendung zu ermöglichen. Die Abteilung ist interdisziplinär ausgerichtet und betrachtet Produktionsgebäude, Produkte und Prozesse über ihren gesamten Lebenszyklus, ganzheitlich und global. Dabei wird der technologische Fortschritt nicht allein am wirtschaftlichen Nutzen ausgerichtet, sondern es werden gleichrangig soziale und umweltfreundliche Werte im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung berücksichtigt. In einem Labor mit angeschlossener Werkstatt werden im Rahmen aktueller Forschungsprojekte geplante Modellanlagen und Exponate entwickelt und realisiert sowie Versuche und Demonstrationen durchgeführt. Das Herzstück ist die Energieeffizienzfabrik im Maßstab 1:2,5, in der beginnend beim Prozess über die Gebäudetechnik bis hin zur Energiebereitstellung experimentelle Untersuchungen mit hoher Anwendungsnähe möglich sind. Kompetenzen • Klima-, energie- und ressourceneffiziente Produktion • Modellierung, Simulation und Steuerung von Produktion und Umfeld • Dezentrale Energieversorgung und erneuerbare Energien in der Produktion • Life Cycle Engineering Produktion & Energie 21 22 Prof. Dr.- Ing. Jens Hesselbach Wissenschaftliche Leitung Prof. Dr.-Ing. Jens Hesselbach (geb. 1959 in Heilbronn) promovierte nach dem Studium der Ver- Produktion & Energie fahrenstechnik 1991 an der Universität Stuttgart über „Modellierung und Optimierung von Absorp- Kurt-Wolters-Straße 3 tionsanlagen am Beispiel der Schwefelwasserstoffoxidation“ am Institut für Kunststoffprüfung und 34125 Kassel Kunststoffkunde bei Prof. Eyerer. Tel.: 0561-804-3179 1991 gründete Herr Hesselbach am selben Institut die SINIS Verfahrenstechnik GmbH in Dettin- [email protected] gen/Teck, die er bis 2002 leitete. Von 1994 bis 2001 war er zusätzlich geschäftsführender Gesellschafter der PE Product Engineering GmbH in Dettingen/Teck. Seit 2002 leitet er an der Universität Kassel das Fachgebiet „Umweltgerechte Produkte und Prozesse“ im Institut für Produktionstechnik und Logistik des Fachbereiches Maschinenbau. 2005 wurde er Mitglied des Direktoriums des Wissenschaftlichen Zentrums für Umweltsystemforschung der Universität Kassel. Im Jahr 2007 gründete er die Limón GmbH als spin-off der Universität Kassel und ist dort für die wissenschaftliche Leitung verantwortlich. Von 2008 bis 2010 war Herr Hesselbach beurlaubt, um bei der HSE AG in Darmstadt die Organisationseinheit Regenerative Energie aufzubauen und zu leiten. Ab Juli 2008 war er zusätzlich zum Vorstand der NATURpur Energie AG bestellt, einer Tochtergesellschaft der HSE. 2010 wurde er zum Energietechnologiebeauftragten des Landes Hessen ernannt und hat 2012 zudem die wissenschaftliche Leitung der Abteilung Produktion & Energie am IdE übernommen. Produktion & Energie 23 Die Abteilung Kommunikation & Software entwickelt Lösungen u.a. für die Kommunikation zwischen Systemkomponenten eines dezentralen Energiesystems, intelligente Netze und Verbraucher sowie die Integration von mobilen Endgeräten. Ein Fokus liegt dabei auf dem Thema Smart Grid inklusive der proaktiven Steuerung von Verbrauchern unter Berücksichtigung des Nutzerkomforts. 24 Kommunikation & Software Die Abteilung Kommunikation & Software beschäftigt sich mit anwendungsnaher Forschung und Entwicklung im Bereich der Kommunikations- und Softwarelösungen an den Schnittstellen zwischen Systemkomponenten und an Systemgrenzen, sowie der Integration des Nutzers. Das Themenspektrum reicht von der Anlagenkommunikation unter Einsatz verschiedener Funktechnologien und Softwareplattformen, über Smart Grid, bis hin zur Integration von mobilen Endgeräten und Unterhaltungselektronik des Endnutzers. Durch intelligente und lernende Software wird die Verbindung von Energieeffizienz und einem erhöhten Nutzerkomfort beim Einsatz von neuartigen Energiesystemen und intelligenten Verbrauchern angestrebt. Ansätze wie intelligente Räume und Kontextsensitivität ermöglichen dies - besonders auch auf der Seite der Verbraucher. Der integrative Charakter von Kommunikationssystemen und zugehöriger Software für das Gesamtsystem drückt sich auch in der engen Zusammenarbeit mit den weiteren Abteilungen des IdE sowie anderen Forschungseinrichtungen und Industriepartnern aus. Kompetenzen • Softwaretechnische Dienstleistungen wie Prototypentwicklung (Backend- und Frontend- Entwicklung), Architekturkonzepte, Schnittstellenentwurf, Funktions- und Integrationstests und Schulungen • Kommunikation in dezentralen Energiesystemen, Auswahl passender Übertragungsmedien und Entwicklung von Softwareplattformen • Smart Grid / Intelligente Netze und Verbraucher sowie Energieeffizienz und Komfort durch proaktive und adaptive Softwaresteuerung inkl. der Erfassung von Nutzerbedürfnissen über innovative Sensorik und dem Einsatz von maschinellen Lernverfahren/künstlicher Intelligenz Kommunikation & Software 25 26 Prof. Dr.- Ing. Klaus David Wissenschaftliche Leitung Prof. Dr.-Ing. Klaus David (geb. 1961 in Frankfurt am Main) war nach einem Studium der Physik an Kommunikation & Software der Universität Siegen für vier Jahre wissenschaftlicher Mitarbeiter bei IMEC in Gent (Belgien) und Wilhelmshöher Allee 73 promovierte zum Dr.-Ing. an der Universität Siegen. 34121 Kassel 1998 wurde er nach sechsjähriger Tätigkeit bei T-Mobile als Projekt und Gruppenleiter auf den Tel.: 0561-804-6314 Lehrstuhl Mobile Systeme an der Technischen Universität Brandenburg berufen. Hier initiierte er [email protected] auch die heute noch erfolgreiche lesswire AG und war Abteilungsleiter beim IHP. Insgesamt war er rund fünf Jahre im Ausland (UK, Belgien, USA und Japan) tätig. Seit Mai 2000 leitet Herr Prof. David den Lehrstuhl Kommunikationstechnik (ComTec) an der Universität Kassel. Prof. David hat über zehn Patente angemeldet, zwei Bücher geschrieben, mehr als 150 Publikationen veröffentlicht und ist in internationalen Organisationen wie dem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) und Wireless World Research Forum (WWRF) und als Gutachter für die Deutsche Forschungsgesellschaft (DFG), das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die EU aktiv. Ein Schwerpunkt der Forschung beschäftigt sich mit Hausvernetzung, Smart Grid und Energieffizienz. 2012 hat er zudem die wissenschaftliche Leitung der Abteilung Kommunikation & Software am IdE übernommen. Dr. Bernd Niklas Klein Abteilungsleiter Kommunikation & Software Wilhelmshöher Allee 73 34121 Kassel Tel.: 0561-804-6076 [email protected] Kommunikation & Software 27 Die Abteilung Fahrzeugsysteme befasst sich mit dem effizienten Einsatz elektrischer Energie in Fahrzeugen und hat dabei ihren Schwerpunkt in der Elektromobilität. Die Forschungsaktivitäten sind anwendungsorientiert und finden in enger Zusammenarbeit mit der Industrie statt. Das Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist die Optimierung des Wirkungsgrads der elektrischen Funktionen auf Komponenten- und Systemebene. Dieses Thema besitzt aktuell und vor allem zukünftig eine hohe Priorität in der Fahrzeugtechnik. 28 Fahrzeugsysteme Die Abteilung Fahrzeugsysteme bearbeitet Fragestellungen der Elektrotechnik, Elektronik und Mechatronik in Fahrzeugen mit dem Fokus auf Energieeffizienz und -verteilung. Damit ergeben sich u. a. Schwerpunkte im Bereich Optimierung, Analyse und Validierung von Bordnetzen und -architekturen, Applikation und der Integration von Speichern sowie Energiemanagement über Regelung und Steuerung von elektrischen Leistungsfaktoren und Generatoren. Im Rahmen von öffentlichen und industriellen Drittmittelprojekten werden E-Maschinen, -Antriebe und HochvoltSpeicher-Systeme für die Elektrotraktion auf Prüfständen charakterisiert und appliziert. Im Vordergrund stehen dabei Fragen zur effizienten Energienutzung und zum thermischen und akustischen Verhalten der Elektromotoren. Moderne E-Motoren-, Antriebs- und Rollenprüfstände stehen für die Untersuchungen zur Verfügung. Weitere Bordnetz-, Temperatur- und Speicherprüfstände dienen der Charakterisierung der Fahrzeugsysteme. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit weiteren Abteilungen des IdE sowie anderen Forschungseinrichtungen und zahlreichen Industriepartnern. Kompetenzen: • Optimierung von Bordnetzarchitekturen hinsichtlich Kosten und Gewicht unter der Berück- sichtigung von Robustheitsanforderungen in Bezug auf Absicherungs- und Massekonzepten • Thermische Berechnungen und Untersuchungen von Kabelbaumsätzen im Fahrzeug mit Hilfe neuartiger Modellierungs- und Messkonzepten • Simulatorische und prüfstandgestützte Untersuchungen von Bordnetzarchitekturen zur Anbindung von Hochleistungsverbrauchern • Charakterisierung von Hochvoltkabeln für Fahrzeugbordnetze • Thermische und akustische Untersuchungen an Fahrzeug-E-Antrieben • Charakterisierung von Speichermodulen (Blei, Li-Ion, Ultracaps) und Generatoren • Hardware-in-the-Loop Tests für elektrische und elektronische Fahrzeugsysteme • Diagnoseverfahren für die End-of-Line Tests und im Fahrzeugbetrieb Fahrzeugsysteme 29 30 Prof. Dr. rer. nat. Ludwig Brabetz Wissenschaftliche Leitung Prof. Dr. rer. nat. Ludwig Brabetz (geb. 1957 in Münster) studierte zwischen 1976 und 1988 Physik Fahrzeugsysteme an der Westfälischen Wilhelms Universität, Münster und wurde anschließend an der Universität Wilhelmshöher Allee 73 Siegen zum Dr. rer. nat. im Fach Experimentalphysik promoviert. 34121 Kassel Danach war er zwischen 1989 und 1993 bei der Siemens AG im Bereich Forschung und EntwickTel.: 0561-804-6232 lung der Sparte Automobiltechnik, Sensoren in Nürnberg und Toulouse tätig. Dort beschäftigte er [email protected] sich vor allem mit der Entwicklung neuer Smart-Sensoren für alternative Fuel-Fahrzeuge. 1993 wechselte er zum Bereich Automobiltechnik, Bordnetze in der Siemens AG und war in Köln und Dearborn, Michigan, USA tätig. Anschließend baute er den Bereich Vorentwicklung des Siemens-Volkswagen Joint Ventures VW Bordnetze auf, bevor er dort die Leitung der Entwicklung übernahm. 2007 wurde er an der Universität Kassel berufen und leitet seitdem das Fachgebiet Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik im Fachbereich Elektrotechnik / Informatik. 2012 hat er zudem die wissenschaftliche Leitung der Abteilung Fahrzeugsysteme am IdE übernommen. Fahrzeugsysteme 31 Ausgewählte Projekte Bei der Durchführung von F&E-Projekten liegt der Anspruch des IdE in der ganzheitlichen Bearbeitung des Zukunftsthemas Energiesystemtechnik. Mit der erfolgreichen Beantragung und Durchführung von Forschungsvorhaben, die als Leitprojekte in ihrem Wissensbereich gelten, ist das Institut sehr gut in die nationale Energieforschung eingebunden. Unsere Angebote richten sich an Ministerien des Bundes und der Länder, die Europäische Kommission, Unternehmen, Kommunen und Landkreise. 32 Entwicklung und Evaluierung der Lithium-Ionen Batterie neeoQube zur Erhöhung des Eigenstromverbrauchs von PV-Energie Inhalte und Ziele Im Projekt „Entwicklung und Evaluierung der Lithium-Ionen Batterie neeoQube zur Erhöhung des Eigenstromverbrauchs von PV-Energie“ (ELIAP) evaluiert das IdE Institut dezentrale Energietechnologien als Kooperationspartner der Firma Akasol GmbH ein Batteriesystem zur dezentralen Stromspeicherung für Haushalte. Aufbauend auf den technischen Fortschritten von Lithium-IonenBatterien durch die wachsende Zahl von Anwendungen im mobilen Bereich soll eine stationäre Lösung für die Speicherung erneuerbarer Energie geschaffen werden. Als zentraler Schritt werden im Projekt zunächst die Eigenschaften des neu entwickelten stationär aufgestellten Batteriesystems in einem Feldtest evaluiert. In dieser Projektphase wird das System fortlaufend weiterentwickelt und hinsichtlich Praxistauglichkeit, Energieeffizienz, Kosten und Nutzen für den Anwender optimiert. Der Hintergrund des Projektes ist das zunehmende Interesse an Speichermöglichkeiten für erneuerbare Energien und die steigende Anzahl von privat installierten PV-Anlagen. Der dezentral erzeugte Strom wird meist in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Einen noch höheren Wert für den Kunden hat der Strom allerdings, wenn er im Haushalt selbst verbraucht wird. Durch die Wetterabhängigkeit und den Wechsel von Tag und Nacht steht die Solarstrahlung bzw. der PV-Strom nicht gleichmäßig zur Verfügung. Außerdem stimmen PV-Angebot und Bedarf an Strom nicht jederzeit überein. Durch Speicherung der erzeugten Energie kann dieses Problem gelöst und ein deutlich höherer Eigennutzungsgrad erreicht werden. Dies entlastet gleichzeitig die Stromnetze und trägt zur Integration höherer Anteile erneuerbarer Energien bei. Das IdE begleitet die Entwicklung des Lithium-Ionen-Speichersystems umfassend und untersucht technische, ökonomische, ökologische, Effizienz- und Netzaspekte. Projektpartner ELIAP wird in Kooperation zwischen der Akasol Engineering GmbH und dem IdE durchgeführt. Projektlaufzeit 18 Monate Förderung Ansprechpartner Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr. 328/12-18) wird im Rahmen von Hessen ModellProjekt als Dr. John Sievers KMU-Modell- und Pilotprojekt (MPP) aus Mitteln des Landes Hessen und der Europäischen Union Abteilungsleiter (Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung – EFRE) gefördert. Dezentrale Energiekonzepte Tel.: 0561-788 096-262 [email protected] Projekte 33 100% Erneuerbare-Energie-Regionen Projekthintergrund Das Projekt identifiziert, begleitet und vernetzt Regionen und Kommunen, die ihre Energieversorgung auf lange Sicht vollständig auf erneuerbare Energien umstellen wollen (100ee-Regionen). Derzeit gibt es bereits über 100 Landkreise, Gemeinden und Regionalverbünde in Deutschland, die dieses Ziel verfolgen – und es werden immer mehr! In einer ersten Projektphase von 2007 bis 2010 erfolgte in Kooperation mit der Universität Kassel im Wesentlichen die wissenschaftliche Analyse und anschließende Kommunikation von erfolgsbestimmenden Faktoren kommunaler Prozesse zur langfristigen Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien. Im Rahmen des laufenden Projekts unterstützt das IdE engagierte Akteure in den Regionen durch Kommunikations-, Transfer- und Vernetzungsleistungen. Das Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) gefördert. Das Umweltbundesamt (UBA) bringt sich durch fachliche Beratung ein. Weiterentwicklung des Projekts „100ee-Regionen“ Während in der ersten Projektphase die wissenschaftliche Bestandsaufnahme und Analyse im Mittelpunkt des Projektes stand, liegt der Schwerpunkt der neuen Projektphase (2010 bis 2013) auf dem Wissenstransfer und der Vernetzung der Regionen untereinander. Seit 2011 ist ein bundesweites Netzwerk entstanden, das einen umfassenden Austausch der Regionen ermöglicht. Das Ziel ist es die regionale Energieversorgung mit erneuerbaren Energien nachhaltig zu fördern. Wachsender Vernetzungsbedarf Nachdem in vielen Regionen schon Prozesse zum Ausbau erneuerbarer Energien angestoßen und Maßnahmen umgesetzt wurden, stehen regionale und kommunale Akteure vor immer komplexeren Aufgaben. Der Bedarf an Informationen und Unterstützung auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung nimmt zu. Insbesondere der Austausch von Erfahrungen und das voneinander Lernen anhand von übertragbaren Erfolgsbeispielen wird von den Regionen zunehmend nachgefragt. 34 Zielstellung • Untersuchung der Entwicklungswege zu nachhaltigen 100ee-Regionen • Identifizierung von Erfolgsfaktoren und Entwicklung von Handlungsmöglichkeiten für Herausforderungen • Bestimmung und Beschreibung von Best-Practice-Beispielen • Unterstützung von regionalen/kommunalen Aktivitäten zum Ausbau erneuerbarer Energien • Entwicklung verbesserter Lösungsstrategien Leistungen • Wissenstransfer in die Regionen • Ermöglichen von Erfahrungsaustausch zwischen den Regionen durch Workshops und Konferenzen • Kontinuierliche Information und Vernetzungsarbeit durch Newsletter „100ee News“ und Internetpräsenz www.100-ee.de • Dokumentation von Resultaten und Erkenntnissen durch Herausgabe von Informations materialien • Dokumentation des Erfolgs durch die Erneuerbare-Energie-Regionen-Karte Projektlaufzeit 3 Jahre Förderung Ansprechpartner Dr. Peter Moser Bereichsleiter Nachhaltige Regionalentwicklung Dezentrale Energiekonzepte Tel.: 0561-788 096-16 [email protected] Projekte 35 Interaktive Datenbank für Studiengänge im Bereich Regenerative Energien Projektinhalte Informationsportal Regenerative Energien: Passgenaue Studiengänge finden, Hochschulen vernetzen, Fachkräfte rekrutieren Der Ausbau der regenerativen Energien soll in Deutschland und global in den kommenden Jahren dynamisch weiter voranschreiten. Dies kann nur gelingen, wenn genügend Fachkräfte mit akademischer Ausbildung für diese weiter wachstumsstarke Zukunftsbranche zur Verfügung stehen. Genau hier knüpft das Informationsportal zum europäischen Studienangebot im Bereich regenerativer Energien und Energieeffizienz an, auf dem sich Studieninteressierte, Hochschulen und Unternehmen informieren und den für sie passenden Studiengang identifizieren können. Hauptbestandteil dieses Portals wird eine Datenbank sein, in der alle relevanten Informationen bzgl. der Studiengänge hinterlegt und nutzergerecht aufbereitet werden. Die Datenbank wird sich durch Aktualität, Vollständigkeit und Internationalität auszeichnen. Durch die Einbindung der Datenbank in eine interaktive Website werden den Nutzern durch verschiedene Such- und Filterfunktionen sowie grafische Darstellungen ein individuelles Ranking und ein Vergleich der Studiengänge ermöglicht. Das Konzept des Informationsportals wurde im „Fachausschuss Hochschule“ der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie entwickelt, in dem über 100 Professoren aus dem gesamten deutschsprachigem Raum vertreten sind. Zielgruppen Das Informationsportal soll insbesondere von drei Zielgruppen genutzt werden: • Studieninteressierte, die den exakt für ihre Interessen und Fähigkeiten passenden Studiengang finden und wählen können, insbesondere auch im bzw. aus dem Ausland. • Hochschulen, die mit ihren Studiengängen und deren spezifischen inhaltlichen Profilen sichtbar werden. • Unternehmen, die im In- und Ausland gezielt nach Absolventen mit bestimmten Ausbildungs- Projektpartner profilen suchen können. Umgesetzt wird das Vorhaben vom IdE zusammen mit den Hochschulen Magdeburg-Stendal und Biberach sowie dem internationalen Hochschulinstitut Zittau. Eine Co-Finanzierung des Vorhabens erfolgt durch die Nagelschneider-Stiftung. Weiterhin wird das Vorhaben durch einen Projektbeirat begleitet. 36 Meilensteine Im Projekt sind folgende Meilensteine definiert: • Erarbeitung der zielgruppenspezifischen Funktionalitäten und Darstellung der Studien ganginhalte • Softwaretechnische Umsetzung der entwickelten Funktionalitäten und Testphase des Informationsportals • Nationale Öffentlichkeitsarbeit und Füllung der Datenbank mit Informationen von Studien- gängen aus dem deutschsprachigen Raum • Internationale Öffentlichkeitsarbeit, Erweiterung der Datenbank im deutschsprachigen Raum Projektlaufzeit sowie im europäischen Ausland und Etablierung des Informationsportals 3 Jahre Förderung Ansprechpartner Dipl.-Phys. Christian Budig Bereichsleiter Hochschulbildung Thermische Energiesysteme Tel.: 0561-804-2636 [email protected] Projekte 37 PINTA – Pervasive Energie durch internetbasierte Telekommunikationsdienste Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) will mit dem Wettbewerb IT2Green ausgewählte Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zur beschleunigten Entwicklung und breitenwirksamen Nutzung energie-, und umwelteffizienter sowie innovativer Informationsund Kommunikationsinfrastrukturen fördern. Ebenso sollen zugehörige Dienste für Mittelstand, Verwaltung und Wohnen entwickelt und gefördert werden. Die F&E-Aktivitäten sollen im Rahmen von Modellprojekten für Wirtschaft, Verwaltung und Wohnkomplexen erprobt und evaluiert werden. Sie sollen zu Systemlösungen führen, die den Energieverbrauch der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) signifikant senken. Die in den Förderprojekten zu erarbeitenden Lösungen grenzen sich zu bereits bestehenden „Green in der IT“-Projekten und Initiativen ab. Im Vordergrund steht der ganzheitliche Effizienzansatz, bei dem die Energieeffizienz des IKT-Gesamtsytems entlang von Wertschöpfungsketten und Technologiestrukturen verbessert wird. Wichtig ist die Erforschung und Gestaltung entsprechender Methoden und Tools, die den Energiebedarf der IKT-Nutzung reduzieren können. Deren Wirksamkeit sollte durch praxisnahe Erprobung nachgewiesen werden. Inhalt und Ziele Im IT2Green-Projekt PINTA wird gezeigt, dass durch die Verwendung innovativer IKT-Technologie ein wesentlicher Beitrag zur ökonomischen Energieoptimierung geleistet werden kann. Hierzu werden die Projektpartner eine Best-Practice Lösung zur automatischen Steuerung von elektronischen Geräten im Bereich der Büroinfrastruktur sowie Kühlung bzw. Heizung in Abhängigkeit des Nutzerverhaltens entwickeln und demonstrieren. Das PINTA-System wird zunächst in einer Laborumgebung des Fachgebiets Kommunikationstechnik (Prof. David) an der Universität Kassel entwickelt und getestet. Anschließend wird es im Rathaus der Stadt Bruchköbel implementiert und erprobt. Im Bruchköbeler Rathaus werden für den Praxistest drei Räume mit modernsten Sensor- und Steuerungssystemen ausgestattet. Zusätzlich werden Informationen mit drahtlosen Sensor-Netzwerken und Smartphone erfasst. Das „intelligente“ Energiemanagementsystem fährt dann beispielsweise die Computer selbstständig hoch, so dass diese bereit sind, wenn die Mitarbeiter die Büros betreten. Die Beleuchtung passt sich nicht nur dem vorhandenen Tageslicht an, sondern regelt sensorgesteuert herunter, wenn das Büro nicht besetzt ist. Auch die Heizung regelt entsprechend der gewohnten Arbeitszeiten morgens pünktlich auf die erforderliche Temperatur und senkt sie rechtzeitig zum Büroschluss wieder ab. Anhand der erzielten Energieeffizienzgewinne werden neue, marktfähige Produkte und Dienstleistungen entwickelt, insbesondere Energieeffizienzdienstleistungen, IKT-Dienste für mobile Endgeräte, Sensornetze und IKT-Systemlösungen. 38 Projektpartner Das Projekt wird in Kooperation zwischen IdE, dem Fachgebiet Kommunikationstechnik (Prof. David), dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) sowie den Industriepartnern E.ON Mitte und Siemens bearbeitet. Darüber hinaus sind die Unterauftragnehmer ekom21, eCO2IT, Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP), PhoneTec und Networking Concepts eingebunden. Projektlaufzeit 3 Jahre Weitere Informationen rund um das Projekt finden Sie auf www.pinta-it2green.de Förderung Ansprechpartner Dr. Bernd Niklas Klein Abteilungsleiter Kommunikation & Software Tel.: 0561-804-6076 [email protected] Projekte 39 Blue Factory Projekthintergrund und Zielsetzung Im Zuge der „Think Blue“-Initiative übernimmt der Volkswagenkonzern verstärkt Verantwortung für unsere Umwelt und denkt den Nachhaltigkeitsgedanken konsequent weiter. Dazu wird nicht nur ein niedriger Treibhausgasausstoß und Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge angestrebt, sondern man denkt ganzheitlich und setzt schon bei der Produktion der Fahrzeuge an. Im Zuge dessen will das VW-Werk Kassel bis 2018 seinen Energiebedarf um 30% senken und wird durch das IdE mit dem Projekt „Blue Factory“ unterstützt. Umsetzung Als Maßnahmen sind eine Kombination aus Effizienzsteigerung und die Diversifizierung in der Energieversorgung mit einem höheren Anteil an KWK und Erneuerbaren Energien vorgesehen. Besonders relevante Bereiche sind: • Hauptverbraucher (Prozesse mit hohem Energiebedarf wie Gieß- und Härteprozesse) • Querschnittstechnologien (Energieversorgung, Infrastruktur) • Mess-, Steuer- und Regelungstechnik Ein Schwerpunkt liegt auf der im Umbau befindlichen Halle 6. Diese soll als Leuchtturmprojekt dienen und die dort gewonnen Erkenntnisse sollen auf andere Bereiche übertragen werden. Aufgaben Zum einen werden die Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung für den aktuellen Maschinen- und Anlagenbestand als auch bei der Neuanschaffung identifiziert und umgesetzt. Die Aufgaben der Mitarbeiter untergliedern sich dabei in: • Bestands- und Potenzialanalysen • Durchführung von Messungen • Energieflussanalysen • Workshops mit Lieferanten • Identifikation und Begleitung der Umsetzung von Effizienzmaßnahmen Projektlaufzeit Auftraggeber Ansprechpartner Prof. Dr.-Ing. Jens Hesselbach Wissenschaftliche Leitung Produktion & Energie Tel.: 0561-804-3179 [email protected] 40 12 Monate Volkswagen AG, Werk Kassel Konzeptstudie zur Ermittlung von CO2 - Emissionen in Einfamilienhäusern Projektziel Der in diesem Projekt zu erstellenden Konzeptstudie liegt die Fragestellung zugrunde, welchen Effekt unterschiedliche Maßnahmen zur Effizienzsteigerung bei Einfamilienhäusern auf die Kostenund Treibhausgasbilanz haben. Die Untersuchung umfasst verschiedene Alternativen im Bestandsgebäude wie den Austausch von bestehenden „alten“ Heizthermen durch neue effizientere, sowie zusätzliche Gebäudedämmung und bzw. oder den Einsatz einer KWK-Anlage, d.h. durch gleichzeitige Erzeugung und Nutzung von Strom und Wärme. Die Effizienz der Maßnahmen unterscheidet sich beim Gebäude durch die Dämmstärke und bei KWK-Anlagen durch den elektrischen und den Gesamtwirkungsgrad und steht vor dem Hintergrund unterschiedlicher Anteile von erneuerbaren Energien bis 2030 inklusive einer möglichen Bioerdgasbeimischung. Leistungen Die szenariobasierte Analyse erfolgt unter Verwendung von Standardverbrauchsprofilen von unterschiedlich gedämmten Einfamilienhäusern. Die Effekte der Effizienzmaßnahmen werden durch dynamische, stündlich aufgelöste Simulationen bis in das Jahr 2030 untersucht. Es wird der gesamte Lebenszyklus mit Herstellungs-, Nutzungsphase und Entsorgung der Anlagen und Materialien betrachtet. Wesentlich für die Untersuchung ist eine abgestimmte und konsistente Bilanzierung und Definition der Randbedingungen. Die Vielzahl von Annahmen bildet den realistischen Rahmen in Deutschland ab und schließt die gegenwärtige Förderung mit ein. Hierbei entsteht eine Vielzahl von Varianten die hinsichtlich Treibhausgasen, Kosten und Effizienz miteinander verglichen werden. Über Kennzahlen werden praktische Vergleiche möglich, die eine realistische Vorschau in die möglichen Energieversorgungsvarianten von Einfamilienhäusern bis 2030 liefern sollen. Projektlaufzeit Auftraggeber 8 Monate Wingas GmbH Ansprechpartner Dr. John Sievers Abteilungsleiter Dezentrale Energiekonzepte Tel.: 0561-788 096-262 j.sievers(at)ide-kassel.de Projekte 41 Kooperationsstruktur und Gesellschafter Das IdE wurde im Februar 2011 in gemeinsamer Trägerschaft aus Universität Kassel, Wirtschaftsunternehmen, dem Technologie- und Unternehmensnetzwerk deENet und kommunalen Partnern als gemeinnützige GmbH gegründet. Die Universität Kassel ist mit 50 %, die fünf Unternehmen E.ON Mitte AG, SMA Solar Technology AG, Städtische Werke Kassel AG, Viessmann Werke GmbH & Co. KG und die WINGAS GmbH sind mit jeweils 8 %, deENet ist mit 5 % und die Stadt Kassel sowie die Gemeinde Niestetal sind mit jeweils 2,5 % beteiligt. Die Volkswagen AG ist über einen separaten Kooperationsvertrag fest in die Strukturen eingebunden und ständiger Gast der Gesellschafterversammlung. Die Universität Kassel als Hauptgesellschafter baut mit dem IdE ihre Forschungs- und Entwicklungskapazitäten weiter aus und stärkt gleichzeitig ihre Angebote im Bereich des Technologietransfers. Mit der strategischen Einbindung der Industrie als Gesellschafter wurde eine leistungsfähige institutionelle Plattform in öffentlich-privater Partnerschaft geschaffen, die neben der Forschung besonders dem Technologietransfer dient. Die beteiligten Unternehmen stärken mit ihrem Engagement im IdE den Forschungsstandort Kassel im Bereich dezentraler Energiesystemtechnik und bauen die gewachsenen Kooperationsstrukturen im Umfeld der Universität weiter aus. Die Stadt Kassel und die Gemeinde Niestetal engagieren sich bereits seit längerer Zeit aufgrund der übergeordneten wirtschaftlichen Bedeutung von erneuerbaren Energien für die Implementierung von dezentralen Energietechnologien als Innovationsmotor für die Region Nordhessen. Die E.ON Mitte AG ist ein regionaler Betreiber von Strom- und Gasnetzen mit Sitz in Kassel. Das Versorgungsgebiet umfasst rund 12.000 Quadratkilometer, in dem über 200 Stadt- und Landgemeinden versorgt werden. Das Stromnetz hat eine Länge von 43.000 Kilometern und das Erdgas-Leitungsnetz von 4.600 Kilometern. Das Unternehmen arbeitet erfolgreich an einer verbesserten Netz- und Systemintegration dezentraler Erzeugungsanlagen. Die SMA Solar Technology AG ist ein weltweit führendes Unternehmen der Solarbranche und produziert Wechselrichter in allen Leistungsklassen als Schlüsseltechnologie einer leistungsfähigen Netz- und Systemintegration von Photovoltaik-Anlagen. SMA ist in 20 Ländern in allen wichtigen Photovoltaikmärkten vertreten. 42 Die Städtische Werke AG ist das Energieversorgungsunternehmen der Stadt Kassel mit den Sparten Strom, Gas, Fernwärme, Wasser und Energiedienstleistungen. Bereits heute stammen rund 50 % der gelieferten Energie aus der Region. Es ist strategisches Ziel, durch den Ausbau dezentraler, erneuerbarer Erzeugung die Energiewende in der Region maßgeblich voranzutreiben. Die Viessmann Group ist ein international führender Hersteller von innovativen Heiztechnik-Systemen. Die Produktpalette reicht von Brennwerttechnik für Öl und Gas, Wärmepumpen, Holzfeuerungsanlagen, KWK bis zu Biogasanlagen. Das Unternehmen erhielt zweimal den Deutschen Nachhaltigkeitspreis, 2009 für die nachhaltigste Produktion, 2011 als nachhaltigste Marke. Die WINGAS GmbH ist ein Gemeinschaftsunternehmen der Wintershall Holding GmbH in Kassel, des größten deutschen Erdöl- und Erdgasproduzenten, und der russischen OAO Gazprom. WINGAS ist seit 1993 in Erdgasvertrieb, -handel und -beschaffung tätig und vermarktet Lichtwellenleiter für die Telekommunikation. Das Unternehmen liefert Erdgas an Stadtwerke, regionale Gasversorger, Industriebetriebe und Kraftwerke. Mit einem Anteil von knapp 20 Prozent gehört WINGAS inzwischen zu den größten Erdgasversorgern Deutschlands. Daneben ist das Unternehmen noch in Belgien, Dänemark, Frankreich, Großbritannien, Österreich, Niederlande und der Tschechischen Republik aktiv. Die Volkswagen AG ist Europas größter Automobilhersteller, sein Fahrzeugkomponentenwerk Kassel ist neben dem Stammwerk Wolfsburg das zweitgrößte VW-Werk in Deutschland. Ein zukünftig stark wachsendes Feld des Standorts Kassel ist die Entwicklung und Fertigung der Antriebskomponenten für Elektro- und Hybridfahrzeuge. Neben der bereits etablierten Kooperation mit größeren Unternehmen strebt IdE auch eine strukturierte Zusammenarbeit mit kleineren und mittleren Unternehmen (KMU) an. Dazu werden in Absprache mit KMU zugeschnittene Kooperationsmodelle entwickelt und umgesetzt. Kooperationsstruktur und Gesellschafter 43 IdE Institut dezentrale Energietechnologien gGmbH Ständeplatz 15 D-34117 Kassel Tel.: 0561-788 096 -10 [email protected] www.ide-kassel.de Stand Sept. 2012 Gefördert durch: Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung EUROPÄISCHE UNION: Investition in Ihre Zukunft Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE)
