Wearables und das Internet der Dinge profitieren von einem niedrigen Energieverbrauch der Elektronik, denn die dazugehörigen Batterien können kleiner und leichter werden oder ganz entfallen, indem Energy Harvesting genutzt wird. Die üblichen Mikrocontroller arbeiten mit Betriebsspannungen von bis zu 1,8 Volt, um die logischen Ein-Aus-Zustände zu realisieren. Das US-amerikanische Unternehmen Ambiq Micro hat mit der Subthreshold Power Optimized Technology (SPOT) einen Weg gefunden, Versorgungsspannungen unterhalb der Schwellenspannung der Transistoren von 1 Volt zu nutzen. Da der Energieverbrauch quadratisch von der Spannung abhängt, sind so Mikrocontroller mit 0,5 Volt Versorgungsspannung möglich, die nur noch ein Dreizehntel der üblichen Leistung aufnehmen. Das Verhältnis der Stromstärken von logisch ein- und ausgeschalteten Transistoren wird durch die Betriebsspannung unterhalb der Schwellenspannung kleiner und kommt in den Bereich der Leckströme. Für die Fertigung in Standard-CMOS-Technologie sind spezielle Modelle erforderlich, um die Low-Voltage-Eigenschaften darzustellen. Auch die Testeinrichtungen sind nicht für Ströme im Bereich von Pico- oder Nanoampere geeignet und werden daher mit speziellen Boards auf Standard-Tester adaptiert.
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 "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 "Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Infineon Technologies AG durchgeführt. Infineon adressiert in Sustronics eine hochflexible und anpassungsfähige multisensorische Plattform, demonstriert im medizinischen Anwendungsfall, später für unterschiedliche Anwendungsbereiche adaptierbar. Diese Multisensor-Plattform mit neuen Messmethoden, drahtloser Kommunikation, Energy Harvesting und SW-Umgebung zur Datenspeicherung und -auswertung. ermöglicht ein wettbewerbsfähiges Preisniveau und ermöglicht es Infineon, seine Marktposition auch in Zukunft zu halten. Umspannt wird die technische Entwicklung mit der genauen Betrachtung von Nachhaltigkeitsaspekten wie Abfallmanagement, Life-Cycle-Assessment und Materialforschung.
Das Projekt "Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung - SUSTRONICS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Infineon Technologies AG durchgeführt. Infineon adressiert in Sustronics eine hochflexible und anpassungsfähige multisensorische Plattform, demonstriert im medizinischen Anwendungsfall, später für unterschiedliche Anwendungsbereiche adaptierbar. Diese Multisensor-Plattform mit neuen Messmethoden, drahtloser Kommunikation, Energy Harvesting und SW-Umgebung zur Datenspeicherung und -auswertung. ermöglicht ein wettbewerbsfähiges Preisniveau und ermöglicht es Infineon, seine Marktposition auch in Zukunft zu halten. Umspannt wird die technische Entwicklung mit der genauen Betrachtung von Nachhaltigkeitsaspekten wie Abfallmanagement, Life-Cycle-Assessment und Materialforschung.
Das Projekt "Intelligent vernetzte Anordnungen induktiver Elemente zur effizienten Beruhigung von Strukturschwingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Mechanik, Fachgebiet Technische Dynamik durchgeführt. Stetig steigende Energiekosten und sich verschärfende gesetzliche Vorschriften machen es notwendig, die Wirkungsgrade in allen Arten von Maschinen und Anlagen konsequent zu erhöhen. Infolgedessen werden Strukturen immer mehr unter Aspekten des Leichtbaus ausgeführt und schwingungsdämpfende Einflüsse systematisch reduziert. Als Konsequenz dieser Maßnahmen ergibt sich eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Vibrationen. Deswegen ist es dringend notwendig, Schwingungen mechanischer Strukturen wirksam, gezielt und situationsangepasst zu mindern, ohne dabei die Funktion oder den Wirkungsgrad der Maschine als Ganzes nennenswert zu beeinflussen. Als besonders herausfordernd stellen sich hierbei ausgedehnte Strukturen dar - wie z.B. Verkleidungen, Karosserieteile, Flugzeugflügel, etc. Solche Strukturen weisen etliche Resonanzfrequenzen auf, können über die Oberfläche besonders intensiv Schall abstrahlen und lassen sich meist durch einzelne, konzentriert aufgebrachte Maßnahmen nicht wirksam beruhigen. Flächige Dämpfungsmaßnahmen stellen daher einen naheliegenden Lösungsansatz dar. Die klassischerweise hierbei eingesetzten Dämmmatten erweisen sich jedoch in der Regel als nur bedingt effizient und lassen kaum eine differenzierte Ausgestaltung der Maßnahmen zu. Motiviert durch den vorgenannten Befund besteht das primäre Ziel dieses Antrags in der Entwicklung flächiger induktiver Dämpfungselemente ('smart arrays') mit intelligenten und adaptiven Eigenschaften. Elektromagnetische Konzepte stellen dabei eine vielversprechende Basis dar und können leicht auf Oberflächen ausgedehnter Strukturen aufgebracht werden. Im Vergleich zu klassischen, stark lokalisierten Maßnahmen bieten solche Ansätze eine Reihe von Vorteilen: neben dem Vermeiden örtlich konzentrierter Dissipationsleistung, lassen sich bspw. auch gezielt bestimmte Schwingformen bedämpfen, oder aber Strukturen ortsdifferenziert beeinflussen. Durch die Möglichkeiten zur einfachen Verschaltung und Kombination der Module sowie zur gezielten Auslegung und Nutzung physikalischer Nichtlinearitäten besteht zudem ein besonderes Potential zur Entwicklung situationsadaptiver Anordnungen. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass induktionsbasierte Module von einer verteilten Anwendung zusätzlich profitieren: Da lokal geringere Dissipationsleistungen auftreten sinkt auch die magnetische Flussdichte und führt somit auf einen geringeren Materialbedarf und weniger Gewicht. Der vorgeschlagene Ansatz ist durch Vorarbeiten verschiedener Teilprojekte des Schwerpunktprogramms SPP 1897 'calm, smooth and smart' motiviert und fügt sich nahtlos in den Rahmen der zweiten Förderungsphase ein. Über das Schwerpunktprogramm hinaus könnten solche 'smart arrays' zukünftig vielfältige Anknüpfungspunkte für Produktentwicklung, Materialforschung, Additive Fertigung, MEMS und Energy Harvesting entstehen lassen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integration, Energy Harvesting und hydraulischer Abgleich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Möhlenhoff GmbH durchgeführt. Es soll ein Plattformkonzept für Komponenten intelligenter Fußbodenheizungssysteme entwickelt werden. Hauptaugenmerk soll dabei auf der Steigerung der Energieeffizienz des Heizkreisverteilers und der Raumthermostate liegen. Das Vorhaben umfasst dazu ein neues Antriebs- und Sensorkonzept für den Heizkreisverteiler, welches einen erhöhten Grad der funktionalen Integration aufweisen und einen automatisierten hydraulischen Abgleich erlauben soll. Die dazu notwendigen Sensoren und die Elektronik des Heizkreisverteilers sollen idealerweise vollständig durch geeignete Energy-Harvesting-Konzepte mit Energie versorgt werden. Um die Kommunikation mit der Peripherie des Heizkreisverteilers energieeffizient zu ermöglichen, soll die notwendige Antennentechnik optimiert werden. Durch den Entfall elektrischer Leitungen und den neuen Aufbau in Form einer vormontierten Baugruppe reduziert sich der Installationsaufwand erheblich und ermöglicht die wirtschaftliche Nachrüstung des Gebäudebestands mit einer modernen Heizungssteuerung. Auch im Bereich der Raumthermostate sollen geeignete Energy-Harvesting-Konzepte Verwendung finden, um in Zukunft auf den wartungsintensiven Wechsel der Batterien bzw. die aufwändige, feste Verdrahtung verzichten zu können. Das Teilprojekt 'Integration, Energy Harvesting und hydraulischer Abgleich' beschäftigt sich dabei mit der Integration von Heizkreisverteiler, Stellantrieben, Ventilen, Regelungselektronik und Heizkreisverteilerschrank zu einer vormontierten Baugruppe. Durch die Integration soll ein dynamischer hydraulischer Abgleich implementiert werden und der Heizkreisverteiler durch Energy Harvesting mit elektrischer Energie versorgt werden können. Darüber hinaus soll der Heizkreisverteiler in Kooperation mit der HsH drahtlos mit Raumthermostaten und externer Sensorik vernetzt werden, um die gewonnenen Daten für die vorausschauende Temperaturregelung heranzuziehen.
Das Projekt "Digitalisierter Heizkreisverteiler zur Effizienzsteigerung von Gebäuden mit Fußbodenheizung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Möhlenhoff GmbH durchgeführt. Es soll ein Plattformkonzept für Komponenten intelligenter Fußbodenheizungssysteme entwickelt werden. Hauptaugenmerk soll dabei auf der Steigerung der Energieeffizienz des Heizkreisverteilers und der Raumthermostate liegen. Das Vorhaben umfasst dazu ein neues Antriebs- und Sensorkonzept für den Heizkreisverteiler, welches einen erhöhten Grad der funktionalen Integration aufweisen und einen automatisierten hydraulischen Abgleich erlauben soll. Die dazu notwendigen Sensoren und die Elektronik des Heizkreisverteilers sollen idealerweise vollständig durch geeignete Energy-Harvesting-Konzepte mit Energie versorgt werden. Um die Kommunikation mit der Peripherie des Heizkreisverteilers energieeffizient zu ermöglichen, soll die notwendige Antennentechnik optimiert werden. Durch den Entfall elektrischer Leitungen und den neuen Aufbau in Form einer vormontierten Baugruppe reduziert sich der Installationsaufwand erheblich und ermöglicht die wirtschaftliche Nachrüstung des Gebäudebestands mit einer modernen Heizungssteuerung. Auch im Bereich der Raumthermostate sollen geeignete Energy-Harvesting-Konzepte Verwendung finden, um in Zukunft auf den wartungsintensiven Wechsel der Batterien bzw. die aufwändige, feste Verdrahtung verzichten zu können. Das Teilprojekt 'Integration, Energy Harvesting und hydraulischer Abgleich' beschäftigt sich dabei mit der Integration von Heizkreisverteiler, Stellantrieben, Ventilen, Regelungselektronik und Heizkreisverteilerschrank zu einer vormontierten Baugruppe. Durch die Integration soll ein dynamischer hydraulischer Abgleich implementiert werden und der Heizkreisverteiler durch Energy Harvesting mit elektrischer Energie versorgt werden können. Darüber hinaus soll der Heizkreisverteiler in Kooperation mit der HsH drahtlos mit Raumthermostaten und externer Sensorik vernetzt werden, um die gewonnenen Daten für die vorausschauende Temperaturregelung heranzuziehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Messsystems und einer Datenplattform für Temperatur- und Teilentladungsmessdaten von Kabelmuffen und Transformatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BSS Hochspannungstechnik GmbH durchgeführt. Die Belastbarkeit von elektrischen Betriebsmitteln wird durch schädigende Auswirkungen von überhöhten Temperaturen auf die Isolationsmaterialien begrenzt. Wenn diese Temperaturen gezielt gemessen, ausgewertet und die Ergebnisse an die Netzleitstelle übertragen werden, können Energienetze höher ausgelastet werden, wodurch die Kosten für Netzausbau und Einspeisemanagement gesenkt werden können. In ZÜbReNe wird ein Monitoringsystem für Transformatoren und Kabelmuffen, den zwei kritischsten Betriebsmitteln für die Zuverlässigkeit von Kabelstrecken und -netzen vorgeschlagen und entwickelt. Dafür wird eine 'intelligente' Muffe entwickelt, mit der Temperaturen und Teilentladungen, ein wichtiger Indikator für eine Zustandsverschlechterung, überwacht werden. Für Muffen und Transformatoren werden jeweils thermische Modelle erstellt. Eine an der Universität Stuttgart bereits fortgeschrittene Methodik zur probabilistischen Netzplanung soll um das Überlastmonitoring von Betriebsmitteln ergänzt und zur Ermittlung der o.g. Potenziale eingesetzt werden. Im Teilprojekt der BSS Hochspannungstechnik GmbH wird das Monitoringsystem für Kabelmuffen und Transformatoren entwickelt. Neben einer universell verwendbaren Datenakquiseplattform stehen dabei die Kommunikation auf Mobilfunkbasis, die Entwicklung eines TE-Messmoduls und die Datenspeicherung und -bereitstellung auf einer zentralen Plattform sowie die testweise Anbindung einer Netzleitstelle im Vordergrund. Zusätzlich muss für den Einsatz an Kabelmuffen ein Energy-Harvesting-System entwickelt werden. Die Einsatzorte der Messtechnik - im Freien bei Transformatoren, vergraben bei Kabelmuffen - stellen eine besondere Herausforderung für das Packaging und die Kommunikationstechnik dar. Für die zentrale Datenbank ist eine zugängliche Visualisierung geplant, die auch von den Projektpartnern genutzt werden kann. Der Gesamtzustand der Betriebsmittel und die Überlastbarkeit wird schließlich in einem Zustandsermittlungssystem berechnet.
Das Projekt "PLUG-N-play passive and active multi-modal energy HARVESTing systems, circular economy by design, with high replicability for Self-sufficient Districts Near-Zero Buildings (PLUG-N-HARVEST)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ethniko Kentro Erevnas Kai Technologikis Anaptyxis durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von modular aufgebauten Fassadensystemen für die Sanierung von Bestandsfassaden. Neben den bauphysikalischen Aspekten der Ertüchtigung der wärmeübertragenden Umfassungsfläche werden zudem dezentrale Anlagentechniken implementiert und mit dem Einsatz regenerativer Energietechnik kombiniert. So kann der Primärenergiebedarf über Verbrauchseinsparungen bei gleichzeitiger Energiegewinnung besonders effektiv gesenkt werden. Betrachtet werden unterschiedliche Gebäudetypen als Einzelobjekte sowie auf Quartiersebene. Materialien und Ausführungsart werden dabei nach wirtschaftlichen Faktoren und den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft ausgewählt. An der RWTH Aachen arbeitet ein interdisziplinäres Team aus Mitarbeitern des E.ON ERC EBC und dem Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau gemeinsam an dieser Fragestellung. Zu den weiteren Konsortialpartnern gehören Forschungs- und Industriepartner aus Griechenland, Spanien sowie dem Vereinigten Königreich. Das Konsortium wird von Director of Central Directorate, Athanasios KONSTANDOPOULOS, ETHNIKO KENTRO EREVNAS KAI TECHNOLOGIKIS ANAPTYXIS (CERTH), geleitet. Der Projektzeitraum beläuft sich auf 51 Monate und beinhaltet neben der theoretischen und praktischen Ausarbeitung von Prototypen auch die Implementierung an Pilotobjekten mit anschließendem Monitoring in Aachen und den Partnerländern.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 53 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 52 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 52 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 53 |
| Englisch | 7 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 24 |
| Webseite | 29 |
| Topic | Count |
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| Boden | 29 |
| Lebewesen & Lebensräume | 23 |
| Luft | 18 |
| Mensch & Umwelt | 53 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 53 |