Inno­va­ti­ve Technologien

Intel­li­gen­te Sen­so­ren für die Zusam­men­ar­beit von Mensch und Robo­ter, eine fle­xi­ble Test­platt­form für das Strom­netz der Zukunft sowie inno­va­ti­ve Ener­gie­spei­cher und Elek­tro­mo­to­ren: Das sind nur eini­ge der The­men, die das Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie (KIT) auf der Han­no­ver Mes­se 2018 prä­sen­tiert, die das Leit­the­ma „Inte­gra­ted Indus­try – Con­nect & Col­la­bo­ra­te“ hat. Vom 23. bis 27. April 2018 ist das KIT erneut auf zwei gro­ßen Leit­mes­sen ver­tre­ten: auf der „Rese­arch & Tech­no­lo­gy“ (Hal­le 2, Stand B16) und auf der „Ener­gy“ (Hal­le 27, Stand K51). Die mul­ti­moda­le Sen­so­rik für Indus­trie­ro­bo­ter stellt das KIT bereits am 22. April ab 12 Uhr bei der Pres­se-High­light-Tour der Han­no­ver Mes­se vor.
„Die Ener­gie­wen­de und die Indus­trie 4.0 sind zwei gro­ße Bau­stei­ne eines umfas­sen­den Wan­dels, der uns vor gro­ße Her­aus­for­de­run­gen stellt. Gleich­zei­tig erge­ben sich aber gera­de hier enor­me Chan­cen für posi­ti­ve und nach­hal­ti­ge Ent­wick­lun­gen in Gesell­schaft, Wirt­schaft und Umwelt“, sagt der Prä­si­dent des KIT, Pro­fes­sor Hol­ger Han­sel­ka. „Um die unter­schied­li­chen Bau­stei­ne sinn­voll zusam­men­zu­fü­gen, brau­chen wir die pas­sen­den Tech­no­lo­gien. Die­se zu ent­wi­ckeln und ein­zu­füh­ren, kann nur in enger Zusam­men­ar­beit zwi­schen Wis­sen­schaft und Wirt­schaft gelin­gen. Ich freue mich sehr, dass das KIT, als die For­schungs­uni­ver­si­tät in der Helm­holtz-Gemein­schaft, sei­ne Inno­va­tio­nen auf der Han­no­ver Mes­se wie­der an zwei gro­ßen Stän­den vor­stellt: inno­va­ti­ve Pro­zes­se und Ver­fah­ren für die indus­tri­el­le Fer­ti­gung auf der Leit­mes­se ‚Rese­arch & Tech­no­lo­gy‘ und zukunfts­wei­sen­de Lösun­gen für die Ener­gie­ver­sor­gung auf der Leit­mes­se ‚Ener­gy‘.“

KIT in Hal­le 2, B16 – „Rese­arch and Technology“

TNS: Mul­ti­moda­le Sen­so­rik für Industrieroboter
Intel­li­gen­te Robo­ter neh­men ihre Umge­bung wahr und reagie­ren auf sie. Dazu benö­ti­gen sie Sen­so­ren, die ver­schie­de­ne phy­si­ka­li­sche Ereig­nis­se simul­tan erfas­sen. Die bis­her an Armen und Grei­fern von Robo­tern ein­ge­setz­ten Sen­so­ren sind dage­gen meist auf eine Funk­ti­on beschränkt: Sie erken­nen ent­we­der Bewe­gun­gen durch Annä­hern eines Objekts oder durch Berüh­ren in Form von Druck. For­scher des KIT haben mul­ti­moda­le Sen­so­ren ent­wi­ckelt, die bei­des gleich­zei­tig detek­tie­ren und damit opti­sche Sys­te­me wie Kame­ras ide­al ergän­zen. Mit sol­chen kapa­zi­ti­ven tak­ti­len Nähe­rungs­sen­so­ren (TNS) las­sen sich Fle­xi­bi­li­tät und Agi­li­tät der auto­ma­ti­sier­ten indus­tri­el­len Pro­duk­ti­on deut­lich erhö­hen sowie die Sicher­heit ver­bes­sern. Die TNS kön­nen einen wich­ti­gen Bei­trag zu einer siche­ren Mensch-Robo­ter-Koope­ra­ti­on leis­ten, bei der Mensch und Robo­ter gleich­zei­tig am sel­ben Werk­stück arbeiten.
For­schung 4.0: Vir­tu­el­ler Zer­stäu­ber­prüf­stand für voll­di­gi­ta­le Strömungsexperimente

Die Strö­mung von Flüs­sig­kei­ten und Gasen ist ent­schei­dend für vie­le indus­tri­el­le Pro­zes­se, etwa bei der Ben­zin- und Die­sel­ein­sprit­zung in Ver­bren­nungs­mo­to­ren, die maß­geb­lich die Bil­dung von umwelt­be­las­ten­den Stick­oxi­den und Ruß beein­flusst. Com­pu­ter­ge­stütz­te Sys­te­me zur Strö­mungs­si­mu­la­ti­on unter­stüt­zen dabei, die opti­ma­le Strö­mung für bestimm­te Anwen­dun­gen zu fin­den. For­scher des KIT haben eine Simu­la­ti­ons­me­tho­de ent­wi­ckelt, die auf Smoot­hed Par­ti­cle Hydro­dy­na­mics, einem nume­ri­schen Ver­fah­ren basiert: Hier­bei wer­den Flu­ide und Gase in Mas­se­pa­ke­te – genannt Par­ti­kel – auf­ge­teilt, die sich gemäß den Geset­zen der Strö­mungs­me­cha­nik bewe­gen. Durch Bewe­gung und Inter­ak­ti­on ein­zel­ner Par­ti­kel las­sen sich Strö­mungs­fel­der rea­li­täts­ge­treu simu­lie­ren. Basie­rend auf die­sem Ansatz haben die For­scher einen vir­tu­el­len Prüf­stand ent­wi­ckelt, der alle wich­ti­gen Schrit­te der Strö­mungs­si­mu­la­ti­on umfasst.

KIT in Hal­le 27, Stand K51 – „Ener­gy“

Redox-Flow-Bat­te­rien: Ver­läss­li­che Spei­cher für erneu­er­ba­re Energie
Die Flow-Bat­te­rie bie­tet eine Rei­he von Vor­tei­len, wel­che sie für mitt­le­re bis gro­ße Spei­cher­pro­jek­te prä­de­sti­niert: So kön­nen Leis­tung (kW) und Ener­gie (kWh) unab­hän­gig von­ein­an­der ska­liert wer­den. Ein ein­fa­ches Bei­spiel für die Anwen­dung ist das „Ver­schie­ben“ von Son­nen­en­er­gie in die Nacht. Wis­sen­schaft­ler des KIT for­schen an Mög­lich­kei­ten, die Flow-Bat­te­rie-Tech­no­lo­gie güns­ti­ger und zuver­läs­si­ger zu machen. Mit einer neu­en am KIT ent­wi­ckel­ten Steue­rung las­sen sich gan­ze Bat­te­rie-Clus­ter dezen­tral mana­gen. Damit kön­nen Bat­te­rie-Modu­le vor­ge­fer­tigt wer­den, die am Auf­stel­lungs­ort nur noch ange­schlos­sen wer­den müssen.
EDR: Moni­to­ring- und Ana­ly­se-Werk­zeug für Energienetze
Mit dem Fort­schrei­ten der Ener­gie­wen­de steigt die Zahl der Ver­brau­cher, die gleich­zei­tig dezen­tral Strom aus Wind- und Son­nen­en­er­gie pro­du­zie­ren. Sie erset­zen immer grö­ße­re Tei­le der Erzeu­gungs­ka­pa­zi­tät, über­neh­men aber nur begrenzt netz­dien­li­che Auf­ga­ben wie das Sta­bi­li­sie­ren der Span­nung und das Bereit­stel­len von Regel­en­er­gie. Smart Grids sol­len die­se Auf­ga­ben künf­tig über­neh­men. Elek­tro­tech­ni­ker des KIT haben einen Electri­cal Data Recor­der (EDR) ent­wi­ckelt. Im Strom­netz in der Nähe des End­ver­brau­chers oder in indus­tri­el­len Anla­gen instal­liert, kann die­ser Netz­span­nung und Last­strö­me punkt­ge­nau auf­zeich­nen. Der EDR soll künf­tig mit einer mess­da­ten­ge­trie­be­nen Model­lie­rung von Netz­seg­men­ten und Betriebs­mit­teln die Qua­li­tät von Sys­tem­mo­del­len und damit zum Bei­spiel die Steue­rung von Smart Grids erheb­lich verbessern.
FZI auf der Han­no­ver Mes­se: Hal­le 2, Stand B01