Forschende des Fraunhofer IOF haben eine neuartige Infrarotkamera entwickelt, die Sicherheit im Strassenverkehr verbessert. Besonders autonome Fahrzeuge profitieren von der kostengünstigen Technologie.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF stellte eine innovative Infrarotkamera vor, die speziell für autonome Fahrzeuge und Fahrerassistenzsysteme entwickelt wurde. Die Kamera arbeitet im Infrarotbereich von 8 bis 14 Mikrometern und erkennt zuverlässig Wärmestrahlung, wie sie von Menschen ausgeht, auch bei Nebel, Dunkelheit oder Regen.

Dank der Verwendung kostengünstiger Arrays von Strahlungsdetektoren und einer flachen Bauweise mit katadioptrischer Optik ist die Kamera kompakt, skalierbar und wirtschaftlich herstellbar. Das horizontale Gesichtsfeld eignet sich ideal zur Erkennung von Personen am Strassenrand oder auf Fahrradwegen. Mit einer Lichtstärke von F/1,1 und einer Winkelauflösung von 16 Pixel/Grad ergänzt die Kamera bestehende Systeme wie Lidar oder Radar, ohne auf aktive Beleuchtung angewiesen zu sein.

Die Waferlevel-Herstellung vereinfacht den Produktionsprozess erheblich und senkt die Kosten, wodurch vielfältige Einsatzmöglichkeiten entstehen. Neben autonomen Fahrzeugen kann die Kamera auch zur Wärmeverlustkontrolle, industriellen Überwachung oder im Katastrophenschutz verwendet werden.

Das Fraunhofer IOF forscht an photonischen Systemen und entwickelt innovative optische Technologien. Mit rund 500 Mitarbeitenden erzielt das Institut ein jährliches Forschungsvolumen von 40 Millionen Euro.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/news841053

Die fünfte Ausgabe «Lohnradar» ist da. Sie zeigt deutlich, dass sich Aus- und Weiterbildung sowie Berufserfahrung lohnen. Besonders ausgeprägt sind die Vorteile einer betriebswirtschaftlichen Weiterbildung. Interessante Erkenntnisse liefert die Studie auch zum Thema Internationalität.

Der Lohnradar beinhaltet eine fundierte Arbeitsmarktstudie mit spannenden redaktionellen Beiträgen zu Themen wie Internationalität, Lohntransparenz und MINT-Förderung. Die Studie liefert grafische Auswertungen und detaillierte Interpretationen zu den Lohnunterschieden nach Bildungsniveau, Alter und Funktionsstufe. Insbesondere wird deutlich, dass sich eine betriebswirtschaftliche Weiterbildung sowohl finanziell als auch emotional lohnt.

Das Schwerpunktthema Internationalität beleuchtet den Mehrwert von Auslandsaufenthalten und der Zusammenarbeit mit internationalen Kolleginnen und Kollegen. Die wichtigsten Gründe für einen Auslandsaufenthalt sind die Verbesserung der Sprachkenntnisse, berufliche Chancen und das Kennenlernen neuer Kulturen. Solche Erfahrungen erweitern Perspektiven und sind in unserer global vernetzten Branche ein zentraler Faktor für die persönliche und berufliche Weiterentwicklung.

Weitere Informationen unter:
www.electrosuisse.ch/lohnradar

Das Fraunhofer IOF hat mit dem System goCRASH3D eine bahnbrechende Technologie für Crashtests entwickelt. Das System erfasst erstmals 3D-Daten innerhalb von Fahrzeugen während des Aufpralls und zeigt präzise Verformungen und Bewegungen von Bauteilen auf. Die Entwicklung bietet nicht nur der Automobilbranche neue Möglichkeiten für Sicherheitstests, sondern könnte auch in anderen Bereichen wie der Sportmedizin Anwendung finden.

Seit über zehn Jahren entwickelt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) Systeme zur Hochgeschwindigkeitserfassung von 3D-Daten. goCRASH3D, das neueste System, ist speziell für die Aufzeichnung von Verformungen im Fahrzeug während eines Crashtests konzipiert. Es verwendet eine besondere Beleuchtungstechnik, die aus der Bühnentechnik adaptiert wurde, um ein präzises, nichtperiodisches Sinusmuster zu erzeugen. In Kombination mit zwei Hochgeschwindigkeitskameras und einem Computer wird eine exakte 3D-Bildberechnung von bewegten Objekten ermöglicht.

Das System erlaubt Einblicke in schwer zugängliche Fahrzeugbereiche wie den Fussraum oder hinter Airbags verborgene Bereiche. Die neue Technik wurde in Zusammenarbeit mit der Automobilindustrie entwickelt und getestet, um Sicherheitstests auf ein neues Niveau zu heben. Ein entscheidendes Element dabei ist die Beleuchtung: Mit einer LED, die eine Leuchtkraft von 15’000 Lux bietet, wird eine Aufnahmegeschwindigkeit von bis zu 12’000 Bildern pro Sekunde bei hoher Auflösung erreicht. Die Komponenten sind in einem schockresistenten Rahmen montiert, der die extremen Beschleunigungen im Fahrzeuginneren aushält.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/news840150

Im Rahmen des Forschungsprojekts Circulus widmet sich das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF der Entwicklung nachhaltiger und recyclingfähiger Batteriegehäuse für die E-Mobilität. Die Wiederverwendung von gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen bietet dabei eine vielversprechende Möglichkeit zur Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und zur Optimierung der Ressourcennutzung.

Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen verlieren nach einer gewissen Zeit an Ladekapazität und sind ab einem Kapazitätsverlust von 20% für den Fahrzeugbetrieb nicht mehr geeignet. Allerdings haben sie mit 80% Restkapazität noch ausreichend Potenzial für stationäre Anwendungen. Das Forschungsprojekt Circulus fokussiert sich darauf, diese gebrauchten Batterien zu einem stationären Speichersystem umzubauen, was durch eine Leichtbau-Konstruktion ermöglicht wird, die für das Recycling optimiert wurde.

Wissenschaftler des Fraunhofer LBF entwickeln dazu leichte, recyclingfähige Batteriegehäuse aus Kunststoff, um eine effiziente Kreislaufführung der Strukturkomponenten zu gewährleisten. Dabei spielt die leichte, sortenreine Zerlegbarkeit der Komponenten eine entscheidende Rolle, um die Sortierung und Wiederverwertung zu optimieren. Durch umfassende Analytik können die Forschenden die Qualität und mögliche Unterschiede der Materialien erfassen und gezielt anpassen, um hochwertige Rezyklate für anspruchsvolle Anwendungen zu erzeugen.

Im Projekt wurde neben dem Recycling auch die Umnutzung alter Batteriezellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Batteriezellen am Ende ihrer Lebensdauer im Fahrzeug noch genug Kapazität und Leistung für einen Einsatz als stationäre Stromspeicher haben. Dies trägt zur Kreislaufführung der Materialien bei und ermöglicht eine nachhaltige Nutzung der ressourcenintensiven Batteriezellen.

Die Umnutzung von alten Batterien ist ein komplexer Transformationsprozess, der eine transdisziplinäre Herangehensweise erfordert, um die ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Aspekte zu berücksichtigen. Eine entsprechende Studie wurde von den Fraunhofer-Forschenden veröffentlicht.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/image?id=393471&size=screen

Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind essenziell für unsere moderne Technologie, doch ihre Entsorgung birgt Herausforderungen. Ein wichtiger Schritt zur nachhaltigen Nutzung dieser Batterien ist das Recycling von Graphit, einem zentralen Bestandteil. Forschende des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben eine Methode zur Aufbereitung von Graphit aus Altbatterien entwickelt, die dessen Wiederverwendung ohne Leistungsabfall ermöglicht.

Lithium-Ionen-Batterien sind in fast allen Elektrogeräten enthalten und entscheidend für die E-Mobilität. Mit der Zeit verschlechtert sich ihre Leistung, was die Notwendigkeit des Recyclings der in ihnen enthaltenen Rohstoffe erhöht. Neben Lithium enthalten diese Batterien Metalle wie Kupfer, Nickel, Kobalt und Aluminium sowie Graphit. Letzteres ist ein bedeutender Bestandteil der Anode, der 15–25% des Batteriegewichts ausmacht und auf eine Kupferfolie aufgetragen wird. Die Reinheit des Graphits beeinflusst die Batterieleistung erheblich.

Traditionell wird Graphit synthetisch hergestellt, was energieintensiv ist und einen hohen ökologischen Fussabdruck hat. Da das meiste Anodengraphit aus China stammt, ist Recycling entscheidend, um Rohstoffe zurückzugewinnen und die Abhängigkeit von Importen zu verringern. Jährlich werden etwa 100 Kilotonnen Altbatterien in Europa recycelt.

Beim Recycling wird Graphit aus geschredderten Batterien gewonnen. Das Verfahren, bekannt als Schaumflotation, nutzt die wasserabweisenden Eigenschaften des Graphits, um es von anderen Materialien zu trennen. Das australische Unternehmen EcoGraf hat eine umweltfreundliche Methode entwickelt, die ohne die hochgiftige Flusssäure auskommt.

Die Forschenden der Helmholtz-Institute in Ulm und Freiberg haben das recycelte Graphit auf Reinheit und Wiederverwendbarkeit geprüft. Ihre Tests zeigten, dass die elektrochemische Leistung des recycelten Graphits mit der von neuem Anodengraphit vergleichbar ist. Das recycelte Graphit behält eine bemerkenswerte Speicherkapazität von über 350 mAh/g und zeigt eine hohe Zyklenstabilität mit 80% Kapazitätserhaltung nach 1000 Ladezyklen.

Diese Ergebnisse sind ein bedeutender Schritt zur Erfüllung der europäischen Batterieverordnung und des Green Deals. Das Recycling von Graphit trägt wesentlich zur Kreislaufwirtschaft bei, indem es die Abhängigkeit von Primärrohstoffen verringert und die Umweltbelastung minimiert.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/news831443

Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM arbeitet gemeinsam mit Industriepartnern an einem innovativen Wechselrichter für Elektrofahrzeuge, der durch verbessertes Kühlmanagement und moderne Materialien die Leistung elektrischer Antriebe signifikant steigern könnte.

Überhitzung begrenzt häufig die Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugantrieben. Um dies zu adressieren, entwickelt das Fraunhofer IZM im Projekt “Dauerpower” einen neuen Wechselrichter, der weniger Hitze produziert und effizienter arbeitet. Dieses Gerät kann dank eines optimierten Kühlmanagements bei niedrigeren Temperaturen funktionieren, was die Halbleiterfläche reduziert und Kosten senkt.

Die neue Technologie nutzt Silizium-Karbid-Transistoren, die eine höhere Temperaturbeständigkeit und einen besseren Wirkungsgrad als traditionelles Silizium bieten. Diese Transistoren werden in einem innovativen Verfahren direkt auf Keramiksubstrate aufgebracht, was die Materialnutzung optimiert und den mechanischen Stress verringert.

Ein weiterer Fortschritt ist die Verwendung von 3D-gedruckten Kupfer-Kühlelementen, die eine verbesserte Wärmeleitung ermöglichen und den Kühlkreislauf effizienter gestalten. Durch die neuartige Anordnung und direkte Anbindung der Kühlung an die Halbleiter wird eine gleichmässige Temperaturverteilung erreicht, die das System weniger anfällig für Überhitzung macht.

Das Projekt, das auch von Porsche und Bosch unterstützt wird, zielt darauf ab, den Prototypen weiterzuentwickeln und umfangreiche Tests durchzuführen. Die Ergebnisse könnten zu einer ressourcenschonenderen Produktion und Nutzung von Elektrofahrzeugen führen, was die Kosten der Elektromobilität reduziert und ihre Nachhaltigkeit erhöht.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/news832174

Vom 4. bis 6. Juni 2024 finden die Powertage in der Messe Zürich statt. Die Plattform für die Schweizer Stromwirtschaft verbindet in einem Format Wissenstransfer, Networking und Information und feiert im Juni 2024 ihr 20-jähriges Jubiläum. Erwartet werden rund 150 Ausstellende und 2200 Fachbesuchende.

Die Powertage entstanden aus der Ineltec und fanden erstmals 2004 statt. Sie bringen alle zwei Jahre wichtige Unternehmen, Expertinnen und Experten sowie Meinungsbildnerinnen und Meinungsbildner der Schweizer Stromwirtschaft zusammen. Gemeinsam mit Electrosuisse, mit dem Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE), dem Bundesamt für Energie (BFE) und Swissmig fördern die Powertage die Diskussion aktueller Fragestellungen. Im Rahmen der zehnten Durchführung stehen vier Leitthemen im Vordergrund, die im Powertage-Fachforum und in der Ausstellung präsentiert werden.

20 Jahre Innovation und Zukunftsvisionen – Fokus auf entscheidende Branchenthemen

Erneuerbare Stromversorgung

Damit die Schweiz ihre Energie- und Klimaziele erreicht, braucht es einen massiven Ausbau der inländischen Produktion von erneuerbaren Energien. Um den steigenden Strombedarf aufgrund der Dekarbonisierung des Verkehrs- und Wärmesektors in Zukunft decken zu können, muss dieser Ausbau von Solar- und Windenergie möglichst rasch erfolgen. Wie können die notwendigen Verfahren beschleunigt werden? Und wie kann trotzdem bei jedem Projekt eine Interessenabwägung zwischen Schutz und Nutzen gewährleistet werden, um die Akzeptanzchancen zu erhöhen?

Versorgungssicherheit Schweiz

Der Ausbau der Winterproduktion – vor allem mit Wasserkraft, alpiner Photovoltaik und Windkraft – ist zentral, um das Risiko von Engpässen in der kalten Jahreszeit zu verringern und die Abhängigkeit der Schweiz von Stromimporten aus dem europäischen Ausland zu reduzieren. Wie gelingt der Ausbau und die Modernisierung des Schweizer Netzes auf allen Ebenen? Und wie schaffen wir die dafür nötigen beschleunigten Verfahren und klaren Rahmenbedingungen?

Digitalisierung und künstliche Intelligenz

Die Energieversorgung wird zunehmend dezentral und damit komplexer. Um diese wachsende Komplexität zu bewältigen und die Systemstabilität zu gewährleisten, werden digitale Technologien benötigt. Die neuen Möglichkeiten der Datenerfassung bieten den Energieversorgern viele neue Chancen. Wie gelingt es, Machine-Learning und KI-Anwendungen einzusetzen, um die Stromversorgung noch sicherer zu machen oder den Stromhandel zu optimieren?

Kompetenzen im Wandel

Der Umbau des Energiesystems findet nicht nur auf der technologischen Ebene statt, sondern betrifft in hohem Masse auch die Fachkräfte der Energiebranche. Moderne Technologien erfordern neue Kompetenzen beim Fachkräftenachwuchs. Aus- und Weiterbildung müssen entsprechend angepasst werden, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Gleichzeitig sind aber auch das Know-how und der grosse Erfahrungsschatz langjähriger Expertinnen und Experten gefragt. Wie kann der dafür notwendige Generationenaustausch gefördert werden?

Erste Highlights aus dem Forumsprogramm

Neben der Ausstellung mit rund 150 Ausstellern bieten die Powertage ein hochkarätiges Forumsprogramm – hier die ersten Highlights:

Eine sichere Stromversorgung mit erneuerbaren Energien

Die Übertragungsnetze sind das Rückgrat einer sicheren Stromversorgung. Der rasche Ausbau der neuen erneuerbaren Energien erfordert ein Umdenken: Die Chancen des Umbaus der Energiesysteme müssen gezielt genutzt werden. Am Powertage-Fachforum vom Dienstag, 4. Juni 2024, bringt dies Adrian Häsler, Leiter Grid Infrastructure bei Swissgrid, in seiner Keynote auf den Punkt. In seinem Referat zeigt er auf, wie das Netz der Zukunft aussehen wird und welche Rolle die Schweiz, Europa und insbesondere die Politik dabei spielen müssen. In der anschliessenden Podiumsdiskussion geht es um die nationale Weichenstellung, die uns mit der Abstimmung vom 9. Juni 2024 bevorsteht, sowie um aktuelle Herausforderungen auf kantonaler Ebene. Neben Adrian Häsler diskutieren Stephan Attiger, Regierungsrat Kanton Aargau, Michael Frank, Direktor VSE und Benoît Revaz, Direktor BFE.

CIGRE – ENERGY TRANSITION is NOW!

Wissensmanagement ist ein zentraler Erfolgsfaktor für die praktische Umsetzung der Energiewende. Über digitale und analoge Plattformen arbeiten führende Experten gemeinsam an den anstehenden Problemen und dokumentieren ihre Lösungsansätze in weltweit verfügbaren Fachbroschüren. Dabei geht es nicht nur um technische Komponenten, Subsysteme und Speicher, sondern auch um Systemmanagement, Asset Management, Marktregulierung, Umweltverträglichkeit und Cybersicherheit auf allen Netzebenen. Am Mittwoch, 5. Juni 2024, gibt Rudolf Meier, Präsident CIGRE CH, Geschäftsführer EnerTrans und Leiter der Geschäftseinheit EVT bei Bouygues Energies & Services, einen Überblick über CIGRE.org und zeigt anhand von Praxisbeispielen, wie die Plattform effizient genutzt werden kann. Im Anschluss beleuchten verschiedene Vorträge wichtige Trends: Künstliche Intelligenz, Cyber Security, Integration von Elektromobilität und der Einsatz von Leistungselektronik in Stromnetzen.

Eine Anleitung zur Gestaltung der Zukunft

Am Donnerstag, 6. Juni 2024, stehen Transformation und Zusammenarbeit im Mittelpunkt des Fachforums. Echter Wandel kann nicht allein mit Wissen und Können gelingen – es braucht einen Kulturwandel hin zu einer klimaverträglichen Zukunft. Wie dieser konkret aussehen kann, bringt der Transformationsforscher Jörg Metelmann in seiner Keynote «The Power of Imagineering» auf den Punkt. Auf dem anschliessenden Podium kommt die Praxis zum Zug: Es diskutieren Franziska Barmettler, Zürcher Kantonsrätin und Leiterin Nachhaltigkeit bei Ikea Schweiz, Alexander Keberle, Mitglied der Geschäftsleitung und Leiter des Dossiers Energie bei Economiesuisse, und Alena Weibel, Leiterin Corporate Communications bei der Axpo Gruppe.

Das Programm der Powertage 2024 findet man auf https://www.powertage.ch/de/programm. Tickets können ab sofort im Ticketshop erworben werden.

Powertage 2024 – Treffpunkt der Schweizer Stromwirtschaft

4. bis 6. Juni 2024, 9.00 bis 17.00 Uhr
Alle Informationen: https://www.powertage.ch/

Veranstalter
MCH Messe Schweiz (Basel) AG, Powertage, CH-4005 Basel

Moderne Autos sind technologisch komplex und schwer, auch aufgrund der vielen verbauten Rechner und Assistenzsysteme sowie der umfangreichen Kabelbäume. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS arbeitet daher am CeCaS-Projekt (Central Car Server-Supercomputing für Automotive) an einer vereinheitlichten Rechnerplattform, um sämtliche elektronische Komponenten zentral zu verwalten und damit den Bau vernetzter Fahrzeuge zu vereinfachen. Dieses System basiert auf einem echtzeitfähigen und zuverlässigen Ethernet-Backbone.

Die Vision dieses Projekts umfasst eine zentrale Supercomputing-Plattform, die alle Fahrzeugkomponenten steuert und Updates über WLAN ermöglicht, wodurch entsprechende Werkstattbesuche überflüssig werden. Diese Plattform würde auch die Integration neuer Funktionen vereinfachen.

Der Bedarf für eine neue Rechnerarchitektur ist gross, da Trends wie Automatisierung und Vernetzung das Datenvolumen in Autos stark erhöhen. Die Forschenden setzen auf Time Sensitive Networking (TSN) für Echtzeitfähigkeit und Zuverlässigkeit, wodurch wichtige Steuerbefehle, wie zum Beispiel für das Bremssystem, Priorität erhalten. Die CeCaS-Systeme sind trotz des hohen Datenvolumens robust und zuverlässig. Ethernet bietet dabei Flexibilität und Skalierbarkeit.

Weitere Vorteile der neuen Architektur sind reduzierte Kabelbäume, was das Fahrzeuggewicht senkt, sowie das zonenbasierte Management, das im Gegensatz zum bisherigen domänenorientierten Management die Steuerung vieler Module durch wenige leistungsstarke Rechenplattformen erlaubt.

Weitere Informationen unter:
https://idw-online.de/de/news829589