Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften, Biozentrum, Bienenforschungsgruppe durchgeführt. Ziel im Verbundprojekt ist die Entwicklung eines RFID-basierenden Erkennungs- und Monitoring Systems für das Nutztier Biene. Zum einen werden verschiedene Konzepte und prototypische Lösungen erarbeitet, die z. B. die Identifizierung von mehreren Bienen gleichzeitig am Einflugloch mit Leseabstand von 5-10 cm möglich machen, die Position z.B. einer Bienenkönigin innerhalb der Kolonie aus einem Abstand 50-100 cm bestimmen oder die Vitalität der Königin durch Aufzeichnung des Bewegungsmusters überwachen. Zum anderen sollen Möglichkeiten zur Implementierung von Zusatzfunktionen für die Forschung (z. B. Temperaturmessung) gefunden werden. Zudem ist die Klärung der grundsätzlichen Machbarkeit von Datenspeicherung, unter Nutzung von Energy Harvesting Konzepten, geplant. Der Projektteil von HOBOS umfasst v.a. Feldversuche und Evaluationstests. Ziel ist insgesamt eine gerätetechnische Lösung zu finden, deren Einfluss auf die Bienen und ihr Verhalten möglichst gering ist. Während der Projektpartner microsensys auf die Entwicklung und Produktion von technisch anspruchsvollen RFID-System-Komponenten mit Kernkompetenz bei Sensorintegration und Miniaturisierung spezialisiert ist, liegt der Schwerpunkt der auf HOBOS entfallenden Arbeiten auf den Feldversuchen, der Untersuchung der Einflüsse auf die Biene und ihr Verhalten sowie der Integration aller technischen Bestandteile an die Biene und in den Bienenstock und der Evaluationstests der Prototypen an realen Bienenstöcken. Konkret müssen z. B. die Wechselwirkungen von UHF mit dem Bienenwachs und den Spanndrähten im Wabengerüst untersucht werden sowie der Einfluss der Antennenstrukturen auf die Bienen und ihr Verhalten. Bei den Arbeiten von HOBOS liegt der Schwerpunkt darauf, dass die technische Lösung keinen oder nur möglichst geringen Einfluss auf die Bienen haben soll. Daher sind besonders Arbeits- und Zeitintensiv die Feldversuche und Evaluationstests.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Professur für Mess- und Sensortechnik durchgeführt. Unwettererscheinungen mit starken Regenfällen und Überschwemmungen nehmen im Zuge des Klimawandels immer mehr zu. In Katastrophenfällen wird die vorhandene Messtechnik zur Gewässerüberwachung oft stark beansprucht oder fällt ganz aus. Gerade zu diesen Zeiten ist jedoch eine kontinuierliche Überwachung zur Planung von Schutzmaßnahmen besonders vonnöten, da Überflutungen in der Regel erhebliche Schäden verursachen. Die Firmen SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG und JuB - Creative Product GmbH arbeiten zusammen mit der Technischen Universität Chemnitz an einem Konzept für ein mobiles, autonomes Messsystem, welches in solchen Fällen schnell einsatzbereit ist. Ziel ist dabei die Überwachung von Pegelstand und Wellenausbreitung, womit sich der Verlauf einer Überschwemmung beobachten und erfassen lässt. Dies ermöglicht Gefahrenabschätzungen und Risikobewertungen, womit Gegenmaßnahmen eingeleitet und koordiniert werden können. Das System selbst verfügt dazu über eine energiesparende Messtechnik sowie hocheffiziente Elektronik zur Datenverarbeitung und Funkübertragung. Durch eine hybride Energieversorgung auf Basis von Energy Harvesting wird eine besonders schnelle Einsatzbereitschaft erreicht. Hierzu werden die Bewegungen des Wassers über einen neuartigen Pendelwandler in elektrisch nutzbare Leistung umgewandelt. Zusätzlich wird der Temperaturunterschied zur Umgebung genutzt, um die Elektronik zu betreiben. Das System kann somit wartungsfrei auch nach längeren Pausenzeiten direkt eingesetzt und genutzt werden. Gleichzeitig ermöglicht eine modulare Funkübertragung unter Verwendung verschiedener Mobilfunkfrequenzen einen universellen Einsatz in verschiedenen Ländern. Potentielle Einsatzländer beschränken sich deshalb nicht nur auf die Bundesrepublik Deutschland, sondern zielen vor allem auch auf das Ausland ab. Speziell in ariden Klimazonen mit den typischen Überschwemmungsgebieten in Regenzeiten, stehen oft nicht ausreichend finanzielle Mittel für dauerhafte stationäre Lösungen bereit. Hier sind flexible und vor allem kostengünstige Systeme gefragt, welche situationsbedingt eingesetzt werden können. HydroMon leistet somit einen wertvollen Beitrag zum Katastrophenschutz unter den klimatischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Micro-Sensys GmbH durchgeführt. In dem geplanten Projekt wird ein RFID-Monitoring System entwickelt, für den weltweiten Einsatz in der Erforschung und Haltung der Honigbiene und anderer Insekten. Dieses System besteht aus neuen, bisher technologisch weltweit noch nicht realisierten RFID Transpondern und den ebenfalls neu zu entwickelnden Detektorantennen. Das geplante System erleichtert wesentlich die Identifizierung und die Beobachtung des Verhaltens von Bienen. In einer für Imker geplanten Variante ermöglicht das System das Auffinden der Bienenkönigin im Stock sowie die Überwachung der Vitalität der Königin. Für die Bienenforschung wird die Möglichkeit der Integration von Zusatzfunktionen wie z.B. Datenlogger zur Aufzeichnung der Bewegungen der Biene oder Messung von Temperatur, Feuchtigkeit oder anderen Größen am Ort der Biene entwickelt. Die technische Lösung basiert auf der Nutzung von sehr hohen Frequenzen (UHF) von 868 MHz. Zunächst werden umgebungsrelevante Felduntersuchungen vorgenommen und in Vorbereitung der physischen Transponderentwicklung RFID-Chip- und Antennengeometrien simuliert. Nachfolgend werden Wechselwirkungsuntersuchungen zu Antennenstrukturen der Readerantenne im Bienenstock simuliert und bewertet. Aus den theoretischen Simulationen werden optimierte Antennenstrukturen für die zukünftigen experimentellen Untersuchungen umgesetzt. Die folgenden Arbeitspakete beziehen sich auf die Integrationen der Readertechnik in den Bienenstock, die Bestimmung der Bienenkönigin im Stock und eine Lösung zur Temperaturmessung im Stock. Sind diese Pakete erarbeitet, werden Prototypen aufgebaut und praxisnahe Evaluierungstests durchgeführt.
Das Projekt "Evaluierung des Standes der Forschung und der Technik im Themenfeld Energy-Harvesting/Ultra-Low-Power-Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt.
Das Projekt "FHprofUnt 2015: Neue Konzepte für magnetische Energy Harvester" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aschaffenburg, Fakultät Ingenieurwissenschaften durchgeführt. Die Gewinnung kleinster Mengen elektrischer Energie aus per se vorhandenen Umweltquellen wie einem Temperaturgradienten, Sonnenlicht und Vibrationen ermöglicht es, Energie dort für ein elektronisches Gerät zu erzeugen, zu speichern und wieder abzugeben, wo sie benötigt wird. Der Begriff Energy Harvesting (Energiegewinnung aus Umgebungsgrößen) geht dabei noch über die oben genannte Definition hinaus und umfasst nicht nur das energieautarke System, sondern auch die drahtlose Übertragung von Daten. Auf der Suche nach neuen Möglichkeiten für das Energy Harvesting kommen neben den bekannten Wandler-Prinzipien, wie dem piezoelektrischen oder thermoelektrischen Ansatz, auch magnetische Konzepte infrage. So wird der magnetische Wiegand-Effekt seit langem für Magnetfeld-Sensoren genutzt. Im Projekt stehen magnetischen Nanomaterialien im Fokus der Entwicklung. Beispielsweise sollen magnetische Nanodrähte hinsichtlich großer Barkhausen-Sprünge technologisch realisiert und in Bezug auf eine große Energieausbeute optimiert werden. Des Weiteren sind Untersuchungen zum Einsatzpotential und Aufbau geeigneter Sensorsysteme Ziele des Projekts. Hierzu zählt die Drehzahlmessung von Antriebsachsen, Verschleißanzeiger im Güterverkehr und sporadische Grenzwertüberschreitungen im Gütertransport. Das interdisziplinäre Projekt wird mittels den Verbundpartnern aus den Bereich Schaltungstechnik und Mikrosystemtechnik sowie industriellen Partnern bearbeitet. So soll ein energieautarkes Sensorsystem auf Basis innovativer magnetischer Nanomaterialien entwickelt und energetisch optimiert werden. Pakete: - AP 1 Design des energieautarken Sensorsystems für die Logistik; - AP 2 Optimierung des magnetischen Wandler-Materials; - AP 3 Realisierung des energieautarken Sensorsystems; - AP 4 Verwertung der Forschungsergebnisse.
Das Projekt "Elektroniksysteme mit besonders niedrigem Energieverbrauch für das Internet der Dinge - LoLiPoP IoT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen durchgeführt. Im Rahmen von LoLiPoP IoT werden innovative Energieversorgungsplattformen für den langlebigen Betrieb drahtloser Sensornetzwerke und -module (WSN) entwickelt, die eine Nachrüstung in IoT-Anwendungen ermöglichen. Dazu gehört die Entwicklung von Algorithmen zur Umsetzung von Funktionalitäten wie Anlagen- und Zustandsüberwachung (für die vorausschauende Wartung). Sie können in Anwendungen wie Industrie 4.0, intelligente Mobilität und energieeffiziente Gebäude eingesetzt werden. LoLiPoP IoT schafft ein Ökosystem von Entwicklern, Integratoren und Nutzern, um Plattformen zu entwickeln, die einfache Installation und geringe Wartung möglich machen. Im Projekt werden zwölf Anwendungsfälle realisiert, um die technische Machbarkeit und die potenziellen Auswirkungen zu erproben. Zu den aus LoLiPoP IoT resultierenden Auswirkungen gehören: Verlängerung der Batterielebensdauer, Verringerung des Wartungsaufwands für mobile und feste Anlagen, Verringerung der Kosten für die Lokalisierung von Vermögenswerten, Reduktion von Zykluszeiten und Lagerkosten sowie Verbesserung von Komfort und Wohlbefinden in Gebäuden bei gleichzeitiger Verringerung des Energiebedarfs. Das Gesamtziel des Teilvorhabens 'Harvester und Energiemanagement-Modul zur autarken Energieversorgung von IOT-Sensoren' ist die Entwicklung, Realisierung und Erforschung von autarken Energieversorgungen für drahtlose Sensorsysteme. Das Teilvorhaben fokussiert dabei auf ein generisches, interoperables Energiemanagement in Form von Spannungswandlern und Ladeschaltungen zur Nutzung von Energie aus der Umwelt über Energy Harvesting Technologien. Weiterhin ist das Ziel des Teilvorhabens die Modellierung und Simulation von thermischen und mechanischen Energiewandlern sowie der Aufbau und Test von thermischen Energiewandlern. Letztlich sollen im Teilvorhaben Sensorknoten entstehen, die über eine energieabhängige Systemsteuerung verfügen, um ihre Leistungsfähigkeit optimal an das zur Verfügung stehen Energiebudget anzupassen.
Das Projekt "Modellierung und Steuerung von geschlossenen Systemen im Pflanzenbau mit Hilfe von Methoden der künstlichen Intelligenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften, Fachgruppe Biosystemtechnik (+ Projektgruppe Agrartechnik) durchgeführt. Das Projekt beschäftigt sich damit, Steuerwissen für komplexe geschlossene Systeme zu akkumulieren, um den Input an Stoffen und Energie für den intensiven Pflanzenbau im Gewächshaus zu minimieren. Mit einer neu entwickelten Technologie für den bivalenten Betrieb von Gewächshäusern als Solarkollektoren und Pflanzenproduktionsanlagen soll das 'energy harvesting' aus diesen Anlagen verbessert werden, bei gleichzeitiger Ertragssteigerung durch Fixierung des angereicherten CO2 im geschlossenen Betrieb der Häuser und Anreicherung von gesundheitswirksamen Inhaltsstoffen durch spezifische abiotische Wachstumsbedingungen. Für die Steuerung dieser komplexen Biosystemtechnik ist die Entwicklung und Anwendung neuer, auf der Basis der Methoden der künstlichen Intelligenz basierender, Algorithmen erforderlich. Die für die Algorithmenentwicklung notwendige Expertise werden Arbeiten mexikanischer Mathematiker der Universität Chapingo (Mexiko-City) einbezogen. Die Softwareentwicklung und die Integration insbesondere der neuronalen Netze in die in Berlin entwickelte Prozessleitsoftware und der Systemtest erfolgt durch das Fachgebiet Biosystemtechnik der Humboldt-Universität zu Berlin. Arbeitsplanung laut beiliegendem Ablaufplan Reisen - 2012: 3 deutsche Wissenschaftlern nach Chapingo (4 Wochen); Einreise 3 mexikanische Wissenschaftler (4 Wochen). 2013: 3 mexikanische Wissenschaftler nach Deutschland (4 Wochen). 2014: 3 deutsche Wissenschaftler nach Chapingo.
Das Projekt "Elektroniksysteme mit besonders niedrigem Energieverbrauch für das Internet der Dinge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen durchgeführt. Im Rahmen von LoLiPoP IoT werden innovative Energieversorgungsplattformen für den langlebigen Betrieb drahtloser Sensornetzwerke und -module (WSN) entwickelt, die eine Nachrüstung in IoT-Anwendungen ermöglichen. Dazu gehört die Entwicklung von Algorithmen zur Umsetzung von Funktionalitäten wie Anlagen- und Zustandsüberwachung (für die vorausschauende Wartung). Sie können in Anwendungen wie Industrie 4.0, intelligente Mobilität und energieeffiziente Gebäude eingesetzt werden. LoLiPoP IoT schafft ein Ökosystem von Entwicklern, Integratoren und Nutzern, um Plattformen zu entwickeln, die einfache Installation und geringe Wartung möglich machen. Im Projekt werden zwölf Anwendungsfälle realisiert, um die technische Machbarkeit und die potenziellen Auswirkungen zu erproben. Zu den aus LoLiPoP IoT resultierenden Auswirkungen gehören: Verlängerung der Batterielebensdauer, Verringerung des Wartungsaufwands für mobile und feste Anlagen, Verringerung der Kosten für die Lokalisierung von Vermögenswerten, Reduktion von Zykluszeiten und Lagerkosten sowie Verbesserung von Komfort und Wohlbefinden in Gebäuden bei gleichzeitiger Verringerung des Energiebedarfs. Das Gesamtziel des Teilvorhabens 'Harvester und Energiemanagement-Modul zur autarken Energieversorgung von IOT-Sensoren' ist die Entwicklung, Realisierung und Erforschung von autarken Energieversorgungen für drahtlose Sensorsysteme. Das Teilvorhaben fokussiert dabei auf ein generisches, interoperables Energiemanagement in Form von Spannungswandlern und Ladeschaltungen zur Nutzung von Energie aus der Umwelt über Energy Harvesting Technologien. Weiterhin ist das Ziel des Teilvorhabens die Modellierung und Simulation von thermischen und mechanischen Energiewandlern sowie der Aufbau und Test von thermischen Energiewandlern. Letztlich sollen im Teilvorhaben Sensorknoten entstehen, die über eine energieabhängige Systemsteuerung verfügen, um ihre Leistungsfähigkeit optimal an das zur Verfügung stehen Energiebudget anzupassen.
Das Projekt "Teilprojekt: Erprobung der Fertigungstechnologie und Untersuchung der Eigenschaften der gefertigten Patches" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens Energy Patch ist es, das derzeit für die Herstellung von Piezo-Patch-Wandlern eingesetzte Herstellungsverfahren grundlegend zu erneuern und wesentlich energieeffizienter zu gestalten. Piezo-Patch-Wandler finden immer größeren Absatz im Bereich der Sensorik, der Aktuatorik und des Energy Harvesting. In den Wandlern wird mechanische in elektrische Energie und / oder umgekehrt gewandelt, wobei dieser Prozess in einem Festkörper' der Piezokeramik' stattfindet und somit auf bewegliche Verschleißteile verzichtet wird. Derzeit wird bei der Herstellung der Wandler durch die Verwendung von Autoklaven eine Energiemenge von 1,8 kWh pro gefertigtes Stück benötigt. Dies ist unter Anbetracht der exponentiell steigenden Nachfrage in Millionen-Stückzahlen nicht vertretbar.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Prozessentwicklung zur Herstellung des textilen Solarzellen-Schichtsystems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. durchgeführt. Das Vorhabenziel besteht in der Entwicklung eines flexiblen Solargewebes mit innovativer Verschaltung der Einzelsolarzellen, wodurch das großflächig produzierte Solartextil nachträglich zu Modulen mit beliebigen Leistungsparametern und Geometrien zugeschnitten werden kann. Adressiert wird die Energieversorgung im Medizintechnik- und Consumer-Elektronik-Bereich. Im Teilprojekt wird das Solarzellen-Materialsystem bestehend aus dem Rück- und Front-Kontakt, der a-Si:H-Solarzellen-Schicht und den Leiterbahnen zu den Kontaktdrähten entwickelt und so optimiert, dass bei den durch Gewebe und Coatings der Partner vorgegebenen Bedingungen hinsichtlich Temperaturstabilität, Wärmeausdehnung und Topographie Solar-Zellen mit 5% Wirkungsgrad auf dem Gewebe erreicht werden. Im Vorhaben vorgesehen sind sowohl temperaturstabile Glasfaden-Textilien, die außerdem die Möglichkeit der Beleuchtung durch das Gewebe bieten, als auch Niedertemperatur-Gewebe auf Polyamid-Basis, welche ein breiteres Anwendungsfeld eröffnen. Das Teilprojekt beinhaltet die Evaluierung der Gewebe und der Coatings der Partner auf ihre Eignung zum Aufbringen von Solarzellen-Schichten. Das betrifft u.a. die Vakuum- und Temperatur-Stabilität sowie Wärmeausdehnung und Oberflächenzustand. Im Haupt-AP erfolgt die Entwicklung der Kontakte aus Metall und TCO sowie der optimalen a-Si:H-Schicht. Das AP beinhaltet als Teil-AP den Test unterschiedlicher Metalle, die Entwicklung eines Sputter-Prozesses für hochleitfähiges ITO als TCO, die Bestimmung der optimalen Gaszusammensetzung für die Abscheidung des a-Si:H bei variierten Temperaturen sowie die Entwicklung der Drucktechnologie für Silber-Leiterbahnen. Bei den Kontaktschichten erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit SITEC in Hinblick auf die Laserstrukturierung. Weitere Arbeitspakete des TP betreffen die Evaluierung des Solar-Systems nach Laserzuschnitt bei SITEC und nach Verkapselung bei FMP, sowie die Präparation von Solarmodulen für den Energy-Harvesting-Demonstrators bei ITP.
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| Bund | 53 |
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| Förderprogramm | 52 |
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| Boden | 29 |
| Lebewesen & Lebensräume | 23 |
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| Mensch & Umwelt | 53 |
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| Weitere | 53 |