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23. April 2019

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Neue Mobilitätspakete für Industrie

Neue Mobilitätspakete für Industrie@Piqs.de/Blacky87

Unter dem Motto „Grüne Mobilität“ präsentiert die TU-Wien auf der kommenden Hannover Messe zahlreiche fertige Anwendungen für die Mobilität der Zukunft, darunter Elektromotoren oder neue „grüne“ Treibstoffe.

Die Mobilität der Menschen muss umweltfreundlich und CO2-neutral werden. Dafür gibt es kein Patentrezept, dieses Ziel lässt sich nur durch eine Kombination vieler kluger Maßnahmen erreichen. An der TU-Wien arbeiten interdisziplinär übergreifende Forschungsteams aus unterschiedlichen Fachbereichen an relevanten Innovationen für eine umweltverträgliche wie auch ökonomische Mobilität der Zukunft. Die Entwicklungen reichen von verbesserten Elektromotoren über neue Materialien bis hin zu „grünen“ Treibstoffen aus biogenen Reststoffen. Diese Innovationen werden nun dem Fachpublikum der Hannover Messe (Anm. 1. bis 5. April) gezeigt.

Der Planetenmotor mit Getriebe und Hightech-Harze zum Aushärten
Elektromotoren werden in Zukunft eine entscheidende Rolle spielen, auf der Straße, auf der Schiene, aber auch in vielen anderen Einsatzbereichen. Als aktuelle Innovation hat die TU-Wien nun ein kompaktes Multirotorsystem entwickelt, bei dem das Getriebe bereits integriert ist. „Dieser „Planetenmotor“ überzeugt durch platzsparende Bauweise, höchste Leistungsdichte und höchste Energieeffizienz“, so die TU-Wien in einer Aussendung.
Wichtig für die entsprechenden Ergebnisse dieser Elektromotoren, sind die Materialien in der Herstellung. Hier werden neuartige Harze gezeigt, die in flüssiger oder pastoser Konsistenz beliebige Formen annehmen, und dann auf Knopfdruck mittels Licht ausgehärtet werden. Dabei muss nicht das gesamte Harz beleuchtet werden. Es genügt Licht eines richtigen Wellenlängenbereichs an einem beliebigen Punkt und sodann härtet innert Minuten die gesamte Harzstruktur aus. Diese Technik eignet sich unter anderem auch sehr gut zum Isolieren von Wicklungen im Elektromotor. Diese Spezialharze aus Wien lassen sich aber auch für Karosseriekomponenten, Verbundwerkstoffe und sogar für Anwendungen unter Wasser nutzen, so die TU-Forscher.

Finite Elemente für Computer und grüner Treibstoff aus Abfall
Zum Designen und Optimieren von Elektromotoren und Karosserien dient dann ein spezielles Software-Paket namens NGSolve. Dieses eignet sich sehr gut für die Simulation von Elektromotoren, Wirbelstromphänomenen und anderen physikalischen Phänomenen, bis hin zur Karosserieoptimierung. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Finite-Elemente-Software. Als neuester Stand der mathematischen Forschung ist NGSolve extrem präzise und schnell und es lässt sich unkompliziert in bestehende Softwarelösungen integrieren, so die TU-Wien.
Weitere angewandte Forschungen im Kontext mit Mobilität betreffen die Bereiche Gütertransport, Flugzeuge, Schiffe und Maschinen in der Bau- oder Landwirtschaft. Hier werden auch künftig Verbrennungsmotoren benötigt, aber diese sollen nunmehr nicht länger mit fossilen Brennstoffen, sondern mit „grünen Treibstoffen“ betrieben werden.

Alternative Treibstoffgewinnung und wärmende Nebeneffekte
Ausgangsbasis ist die Konkurrenzsituation zwischen Nahrungsmittelanbau und Energiepflanzenanbau bei der Gewinnung von Bio-Treibstoffen aus ölhaltigen Pflanzen. Die TU-Wien forscht daher nun in Richtung biogener Reststoffe und Abfälle, die bisher entsorgt werden mussten und an der alternativen Gewinnung von Biotreibstoffen, Wasserstoffgas und Methangas. Je nach Treibstofftyp werden von den Forschern bereits Wirkungsgrade zwischen 50 und 80 Prozent erzielt.
Außerdem wurde ein neuartiger Wärmespeicher entwickelt, der ein Vorwärmen von Katalysatoren ermöglicht. Ein großer Teil der Emissionen fällt bei herkömmlichen Motoren nämlich in der ersten Phase nach dem Kaltstart an und durch entsprechendes Vorwärmen des Katalysators kann die Schadstoffemissionen von Fahrzeugen nun deutlich reduziert werden.

Präsentation auf Hannover Messe
Auf der Hannover Messe vom 1.4. bis 5.4.2019 werden diese Technologien gemeinsam mit anderen Innovationen der TU-Wien als Industrielösungen (Anm. Industrial Supply) präsentiert und dazu gehören dann auch die folgenden Entwicklungen:
- Neue Hochleistungswärmespeicher zur Integration in industrielle Produktionsprozesse sowie Kraftwerksprozesse mit Leistungen von hundert Kilowatt bis hunderte Megawatt, die eine energetisch hoch effiziente Nutzung von Abwärmeniveaus von bis zu 850° C ermöglichen.
- Energiesparen mit sensorlosen Antrieben: Permanentmagnet erregte Motoren sowie Reluktanz-Motoren mit sensorloser Regelung sind überaus zuverlässige und effiziente Antriebe (IE4) und sollen durch die reduzierten Kosten in Produktion und Wartung als Ersatz für weniger effiziente Asynchronmaschinen geeigneter sein.
- Sensorlose Magnetlager, die für hochtourig laufende Wellen hohe Dynamik und erhöhte Sicherheit liefern sollen - bei reduzierter Baugröße und gesenkten Kosten, etwa im Einsatz für Schwungräder, die Elektrizität mechanisch speichern können.
- Neue 2-in-1 Lasersonden, die das gleichzeitige Messen von Geschwindigkeits- und Konzentrationsverteilungen über einen Querschnitt erlauben und damit die hochauflösende und berührungslose Beobachten von Strömungen, Mischvorgängen und chemischen Reaktionen.

Links

red/czaak, Economy Ausgabe Webartikel, 12.03.2019