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
