Forschungsprojekte

Automatisierte Applikation selbstoptimierender Steuerungen für den marktfähigen Serieneinsatz in variablen Gebäude- und Quartierkonfigurationen. Intelligente Lösungen für das Energiemanagement von Gebäuden haben zentrale Bedeutung für die Energie- und Wärmewende. Größtes Potenzial hat hierfür die Verknüpfung von lernender Vorhersage des Gebäudeenergiebedarfs mit modernen modellbasierten Optimalsteuerungsmethoden – mit der Vision eines wirklich intelligenten Gebäudes, das seine Komponenten entsprechend übergeordneter Vorgaben selbsttätig steuert. Die Methode der Mixed-Integer Nonlinear Model Predictive Control (MI-NMPC) soll im Vorhaben ASGK für den Serieneinsatz im Gebäude- und Quartiersenergiemanagement qualifiziert werden.

Laufzeit: 01.06.2024 - 31.05.2027
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Grotjahn

Digitaisierung für nachhaltige Mobilität - Hochschulen in der Region Hannover als Reallabor zur Förderung nachhaltiger Mobilität durch Digitalisierung. Vorrangiges Ziel des Projektes ist das Aufzeigen von Wegen zur Transformation hin zu einer nachhaltigen, klimafreundlichen Mobilität an den Hochschulen durch die Sammlung von Mobilitätsverhaltensdaten und der Erprobung ausgewählter Maßnahmen, sowie Anreize zur Förderung nachhaltiger Mobilitätsformen.

Laufzeit: 01.01.24 - 31.12.2026
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Lars-Oliver Gusig

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Restwärmeverstromung in Biogasanlagen mittels Rotationskolbenexpandern. Ziel des Vorhabens ist es, durch eine innovative, effiziente und kostengünstige Technologie zur Abwärmeverstromung zukünftig flächendeckend die Nutzung der Rest- und Überschusswärme von Biogasanlagen zur Stromversorgung zu ermöglichen.

Laufzeit: 15.03.2024 - 14.06.2025
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lüdersen

 Lebensdauerabschätzung und Zustandsüberwachung des Isoliersystems in Umrichter-gespeisten Generatoren und Motoren mittels multifaktoriellen Alterungsmodells

Laufzeit: 01.05.2024 - 30.04.2027
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Benjamin Sahan

Energiemanagementsystem Elektroantriebe

Laufzeit: 01.01.2024 - 31.10.2024
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Carsten Fräger

Das Ziel dieser Auftragsforschung ist es neu entwickelte Regelungsverfahren, deren industrieller Einsatz sich bisher aufgrund ihrer Komplexität verboten hat, industriell anwendbar zu machen.

Laufzeit: 01.05.2021 - 31.05.2024

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

Laufzeit: 01.06.2019 - 31.03.2024

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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.

Laufzeit: 01.10.2019 – 31.05.2024

Umsetzung und Verstetigung des Entscheidungs- und Unterstützungstools für Urbane Logistik in verschiedenen Raum- und Gebietstypen. Das Akronym USEfUL steht für Untersuchungs- Simulations- und Evaluationstool für Urbane Logistik. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Grundlagenforschungsprojekt USEfUL (FKZ: 03SF0547A) hat die historischen Entwicklungen, den Status Quo und die gegenwärtigen Trends der urbanen Logistik ausgiebig betrachtet und untersucht und macht ihren Erkenntnisgewinn mit dem Entscheidungsunterstützungstool zugänglich. Im Rahmen des Transfers und Verstetigungsprojekt USEfUL-XT (FKZ: 03SF0609) wurden Modelle weiterentwickelt, der Untersuchungs- und Betrachtungsraum erweitert und Logistikkonzepte konkretisiert. Ziel ist es, den Nutzer*innen Tendenzen entsprechend ihrer definierten Nachhaltigkeitsziele aufzuzeigen und somit eine zukunftsgerechte urbane Logistik als Beitrag zum Klimaschutz zu ermöglichen.

Laufzeit: 01.01.2021 - 31.03.2023
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Lars-Oliver Gusig

Dynamisches, modulares Prüfgerät für moderne Isolationssysteme in Elektromotoren.

Laufzeit: 01.05.2021 - 31.10.2023
Fördermittelgeber:
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Benjamin Sahan

Entwicklung eines LiDAR-Systems mit Multiplex Verfahren zur hochauflösende Umfelderkennung 

Laufzeit: 01.01.2021 - 31.08.2023
Förderlinie: Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Franz Kallage

Entwicklung eines intelligenten Energiemanagementsystems für Elektromotoren zur erheblichen Reduzierung des Energieverbrauchs durch punktuelle Anpassung der Betriebsparameter an zuvor analysiertes Belastungsmuster

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines intelligenten Energiemanagementsystems, das eine Anpassung der Betriebsparameter von Elektromotoren auf den tatsächlichen Energiebedarf vornimmt und dadurch eine Verlustreduzierung des Energieverbrauchs von 25% erreicht. Zentrale Lösungsidee ist hierbei die Entwicklung einer Messbox (Gewicht 1 kg), die temporär an den Motor angeschlossen wird, um individuelle Betriebspunkte wie Spannung (max. 400 V) und Strom (max. 200 A) im laufenden Betrieb mit einer Auflösung von 10 kHz aufzuzeichnen und zu analysieren. Mithilfe von neuartigen Datenselektieralgorithmen soll die Messbox durch die resultierende Energieeinsparung und präventive Schadenserkennung signifikante Bereiche automatisch erfassen und gezielt mit erhöhter Datenauflösung abspeichern. Anhand dieser Belastungsdaten kann dann ein Muster berechnet werden, das die Motorspannung den statistisch zu erwartenden Mustern punktuell anpasst und die belastungsunabhängigen Verluste, die vor allem im Schwachlastbereich dominieren, verringert. Eine mobile Messbox, stellt insofern eine am Markt nicht existierende kostengünstige und effektive Lösung zur Energieeinsparung dar.

Laufzeit: 01.12.2020 - 31.12.2023

Kooperations- und Verbundpartner:
- Hans Mayer Elektrotechnik GmbH
- PLC2 Programmable Logic Competence Center GmbH

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

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: 15.06.2018 – 30.09.2022
Förderlinie: BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Lars-Oliver Gusig

Die Abteilung IVEK ist vorrangig auf dem Gebiet „Nachhaltiges Wirtschaften und Energie“ tätig. Das Spektrum der Themen ist dabei so vielfältig, dass Energieversorgung, Energiebereitstellung energietechnische Optimierung von Gebäuden und Prozessen, Energiemanagement sowie Speichertechnologien zielgerichtet mit Blick auf Ressourcenschonung, Umweltfreundlichkeit, Klimaschutz, Produktivität und Arbeitsbedingungen weiterentwickelt werden. Es wird eine Fokussierung auf Speichertechnologien angestrebt, da diese in Verbindung mit Energiewandlern zentrale Bestandteile zukünftiger Energiesysteme bilden.

Bei diesem internen Projekt werden die Infrastruktur zur Entwicklung von neuen Energiespeicher-Technologien ausgebaut sowie die Prüfstände zum Test von neuen Schnittstellen-Technologien modernisiert. Die entsprechenden Geräte und Maßnahmen verteilen sich auf das Labor für Energiespeichersysteme und Energiewandlersysteme, das Labor für Prozessintensivierung sowie das verfahrenstechnische Analyselabor.

Die zukünftige sichere Energieversorgung von Gebäudekomplexen, Industriearealen und urbanen Strukturen mittels regenerativen Energiequellen stellt große Herausforderungen an effiziente und vorausschauende Speichertechnologien aber auch Energiewandlungsprozesse dar. Der Fokus der angewandten Forschung liegt auf der Nutzung von Sonnenenergie und deren Speicherung und den dafür notwendigen Wandlungssystemen zur Bereitstellung von Wärme-, Kälte- und elektrischer Energie. Flankierend wird bei Teilprozessen der interdisziplinäre Ansatz der Prozessintensivierung unter anderem auch mittels Nanostrukturen in komplexen verfahrenstechnischen Prozessen eingebunden.

Laufzeit: 01.09. 2019 - 30.06.2022
Förderlinie: Mittel des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen Programmgebiet Stärker entwickelte Region (SER)
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lüdersen

Ein großer Schub für unsere Forschungen im Bereich der Wasserstofftechnologie. Mit dem Projekt erfolgt die Erweiterung der verfahrenstechnischen Forschungsinfrastruktur zur Analyse und Weiterentwicklung wasserstoffbasierter Abläufe und Prozesse.
Geplant sind der Aufbau eines Prüfstandes für Elektrolyseure und Elektrolyseurelemente, die Integration eines Wasserstoffspeichers als Systempuffer sowie die Anschaffung eines Brennstoffzellenfahrzeuges und die Installation eines Dispensers für Kleinfahrzeugbetankungen.

Laufzeit: 01.01.2022 - 31.12.2022
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Lüdersen

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

Die Integration von technischen Energiemanagementsystemen in die Anlagenautomatisierung bietet die Möglichkeit den Energieverbrauch einer Produktionsanlage zu senken. Heute bieten bereits viele Geräte, neben ihrer eigentlichen Automatisierungsfunktion, den Zugriff auf Energiedaten. Damit zukünftigen ein deutlich detailliertes Bild des Energieverbrauchs realisiert werden. Durch die Verknüpfung dieser Informationen mit der Anlagenautomatisierung lassen sich zudem Energieverbrauchseinsparungen erzielen. Um auf der einen Seite detailliertere Messungen (auch von kleineren Verbrauchen) zu nutzen, auf der anderen Seite ein Energiemanagement einzurichten und deren Funktion in der Automatisierung zu verknüpfen, sind erhebliche Aufwände im Anlagen-Engineering der Automatisierungssoftware notwendig. Bei der Projektierung einer neuen Anlage oder einer Anlagenerweiterung sind diese Aufwände dem Anlagenbetreiber bisher nur schwer darstellbar. Durch das herstellerunabhängige SW-Konfigurationswerkzeug EnEng_PRO und die dazugehörigen Bibliotheken soll ein deutlich wirtschaftlicheres Engineering des integrierten Energiemanagements in Verbindung mit der Automatisierungslösung erreicht werden.

Laufzeit: 01.02.2019 - 30.04.2021
Förderlinie: BMWi - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Ansprechpartner: karl-heinz.niemann@hs-hannover.de

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

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: 01.07.2017 - 31.03.2021
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: heiko.hepp@hs-hannover.de

Das Forschungsvorhaben PrOP - Prädiktive Optimalsteuerung energieintensiver Produktion zielt auf den energie- und ressourcenoptimierten Betrieb von energieintensiven Produktionsprozessen des Maschinenbaus. Der heutige Stand der Technik zeigt ein großes Innovationsdefizit bei der Optimierung solcher Prozesse. Dieses ist darauf zurückzuführen, dass die inneren Abhängigkeiten des Prozesses sowie der Einfluss vieler Prozessgrößen auf die Qualitätsmerkmale des Endproduktes und auf das ökonomische Produktionsanlagenergebnis im Allgemeinen nicht bekannt sind. Daher sollen im Forschungsvorhaben PrOP neue Methoden für die Analyse und Modellierung des Zusammenhangs zwischen Stelleingriffen und Anlagenoutput entwickelt sowie Verfahren der prädiktiven Optimalsteuerung als Leit- und Empfehlungssystem für komplexe Produktionsprozesse des Maschinenbaus qualifiziert werden. Die Umsetzung erfolgt exemplarisch an einer Grünsandgussanlage des Kooperationspartners Meierguss mit Unterstützung des Hochtechnolgieunternehmens IAV und des Anlagenbauer KÜNKEL WAGNER.

Laufzeit: 15.06.2018 – 31.10.2021
Förderlinie: EFRE - Förderung von Innovationen durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen
Ansprechpartner: martin.grotjahn@hs-hannover.de

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