Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bbe Moldaenke GmbH durchgeführt. bbe wird sich im Rahmen von SIGN II mit zwei Themenbereichen beschäftigen. Zum einen wird das neu entwickelte UV Floreszenz- Spektrometer im Wasserwerk HuaYan auf seine Fähigkeit zur Wasserwerkssteuerung getestet und optimiert. Zum anderen wird eine neue, auf Holographie basierende Technik erforscht, die eine Algenerkennung auf Spezies- Ebene ermöglicht und dabei aufgrund der angewendeten Algorithmen besonders schnell und präzise ist. Zusätzlich wird auch auf Zellebene eine automatische photosynthetische Aktivitätsmessung durchgeführt.
Das Projekt "Holographisch Optische Elemente (HOE) zur Nordlichtlenkung für Sanierung und Neubau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Köln, Institut für Medien- und Phototechnik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die bereits entwickelte und auf ihre Funktion geprüfte Zenitlichtlenkung im Hinblick auf ihr Einsatzgebiet als Diffuslichtlenkung zu optimieren, um ein Höchstmaß an Energieeinsparung zu erreichen. Erzielt werden soll eine einfache und breite Anwendung des Lichtlenkelements. Die Standardisierung des Elements wird ermöglichen, dass eine sinnvolle Entwicklung zur Einsparung von Ressourcen genutzt wird und zum Einsatz kommt. Ein wesentlicher Vorteil der holographisch optischen Lichtlenkung gegenüber vergleichbarer Systeme ist ihre Transparenz. Fazit: Bei der Betrachtung des Einsparpotentials der Beleuchtungsenergie zeigen die Lichtlenkelemente in der Praxis eine eher enttäuschende Bilanz. Die theoretisch errechneten Möglichkeiten sind außer im Einsatz als direkte Beleuchtung von den Messwerten nicht belästigt worden. Weitere Messungen müssen folgen, um den Zusammenhang zwischen Theorie und Praxis herzustellen. Allerdings darf man die Nordlichtlenkung nicht in ihrer physiologischen Wirkung unterschätzen. Der visuelle Eindruck, dass es an der dem Fenster gegenüberliegenden Wand sichtbar heller wird, fördert das Wohlbefinden im Raum. Wie schon beim Einsatz der ADO Roste und den Überlandwerken in Kitzingen wurde der subjektive Lichteintrag der realisierten Elemente im Rahmen dieses Projektes positiv bewertet.
Das Projekt "Entwicklung von Photovoltaik-Bauteilen mit holographisch optischen Elementen (PV-Bauteile mit HOE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Köln, Institut für Licht- und Bautechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Bauteilen fuer Fassaden und Daecher, die eine optimierte photovoltaische Nutzung der Sonnenenergie in unserer Klimazone bei geringerem Aufwand gestatten. Durch holographisch optische Elemente und ein bauuebliches Nachfuehrsystem (drehbare Lamellen) wird der Jahreswirkungsgrad der Solarzellen gesteigert und der kostspielige Materialaufwand fuer Silicium etwa halbiert. Im Unterschied zu stark fokussierenden Systemen wird hier ein Konzentrationsgrad von nur 50 Prozent angestrebt, um bei bedecktem Himmel noch eine nennenswerte photovoltaische Nutzung der diffusen Strahlung zu ermoeglichen.
Das Projekt "Erfassung von Aerosol- und Wolkentroepfchenparametern mittels Fernerkundung und in-situ-Messung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Untersuchung von Aerosoleigenschaften und Wolkenparametern, insbesondere vom Flugzeug aus; Untersuchung der Aerosolausbreitung; Vergleich von Fernmessungen mittels Lidar mit in-situ-Messungen von mobilen Messstationen aus.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Sondermaschinen für die Holografie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von topac GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen und umweltschonenden Verfahrens zur Abformung mikro- und nanostrukturierter holographischer Vorlagen in Metalloberflächen und die Erarbeitung nachfolgender Produkte bzw. Prozessschritte auf Basis der hiermit erzeugten Prägevorlagen. Die topac als Hersteller holographischer Vorlagen und Erzeugnisse hat zwei Hauptziele in diesem Vorhaben: Die Optimierung bestehender Produkte und Produktionsabläufe und die Entwicklung neuer Produkte und Fertigungstechniken. Mittels Anfertigung und Prüfung verschiedenster Strukturen im Holographielabor unterstützt topac die Projektpartner bei der Auswahl, Herstellung und Optimierung von Materialien und Strukturen für die Nanostrukturierung. Ferner werden mittels Galvanik Fertigungsmatrizen zur Strukturübertragung erstellt und nach erfolgter Strukturübertragung im Prägeprozeß erprobt. Technische Produktentwicklungen, Marktanalysen und Nachhaltigkeitsanalysen werden durchgeführt. Die Ergebnisse sollen in Form neuer Produkte bzw. Technologien zusammen mit den Partnern unter patentrechtlicher Auswertung genutzt werden.
Das Projekt "Entwicklung von Photovoltaik-Bauteilen mit holographisch optischen Elementen (PV-Bauteile mit HOE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Köln, Institut für Licht- und Bautechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens war die anwendungsnahe Entwicklung von Sonnenschutzbauteilen fuer Fassaden und Daecher mit hocheffizienter photovoltaischer Nutzung der Sonnenenergie durch Konzentration direkter Strahlung mittels HOE und Senkung der Siliziumtemperatur durch spektral selektive Fokussierung. Die Elemente werden als Verschattungselemente gegen direkte Sonnenstrahlung frei vor transparenten Bereichen der Gebaeudehuelle angeordnet, beeintraechigen aber weder die Tageslichtbeleuchtung noch die Aussicht. Mit Erfahrungen aus vorangegangenen Forschungsarbeiten wurden verschiedene Kombinationsvarianten von PV mit HOE konzipiert, die die direkte Strahlung auf PV konzentrieren, waehrend diffuses Licht aufgrund des engen Akzeptanzwinkels der HOE durch die zwischen den Solarzellen freibleibenden Flaechen faellt und dahinter liegende Raeume ausleuchtet. Der visuelle Kontakt von innen nach aussen bleibt weitgehend erhalten. Die begrenzte Winkeleffizienz der HOE macht eine einachsige Sonnennachfuehrung der Elemente erforderlich. Der Umlenkwinkel der HOE ist wellenlaengenabhaengig, so dass eine spektral selektive Fokussierung auf Solarzellen mit unterschiedlicher spektraler Sensibilitaet moeglich ist. Das Empfindlichkeitsmaximum von Silizium liegt im Infrarotbereich der Sonne. Die Entwicklung von Solarzellen mit hoechster Empfindlichkeit im Intensitaetsmaximum der Sonnenstrahlung (sichtbares Spektrum) ist fuer eine praktische Anwendung noch nicht weit genug fortgeschritten. Um ein funktionsfaehiges und im Aussenbereich einsetzbares Element zu erhalten, muessen HOE und PV dauerhaft geschuetzt im Verbundglas eingebettet werden. Es kommen zwei unterschiedliche Verbundverfahren in Frage, Giessharz- und Folienverbund, die in anderen Forschungsvorhaben untersucht wurden.
Das Projekt "Teilprojekt 7: Herstellung von fertigungsnahen Sprengkammern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bernhard Rieger Sprengtechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen und umweltschonenden Verfahrens zur Abformung mikro- und nanostrukturierter holografischer Vorlagen in Metalloberflächen und die Erarbeitung nachfolgender Produkte bzw. Prozessschritte auf Basis der hiermit erzeugten Prägevorlagen. Aufgrund der hochenergetischen Prozessumsätze ist eine Sprengkammer (SKR) erforderlich. Weiterführender Text: siehe Anlage 2. Während und nach improvisierten Freifeldexperimenten werden die endgültigen Parameter, wie Dichtung der Türanlage/Durchführungen für eine Kontrolle, Beobachtung, Messung, sonstige Diagnostik, Zündverfahren, aber auch funktionelle Erfordernisse, wie Sicherheitseinrichtungen in Paarung mit den Prozessen festgelegt. Die Entwicklung versteht sich fortschreitend, auch nach AP11, so dass weitere Erkenntnisse, wie der Umfang der SKR etc. permanent einfließen. Die Ergebnisverwertung, zu der die Eignung der SKR beizutragen hat, wird einvernehmlich mit den Partnern festgelegt, wozu für die Produktion eine alltagstaugliche und praxisnahe SKR, ggf. vergrößert mit mehr oder weniger Equipment, festgelegt wird.
Das Projekt "Anwendung von lichtlenkenden Bauteilen mit holografischen Elementen und Photovoltaik in der 'Expo Wohnen' zur internationalen Gartenbauausstellung 1993 in Stuttgart" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Köln, Institut für Licht- und Bautechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die erste Anwendung von Innovation lichtlenkenden und Solarstrom erzeugenden Bauteilen. Als Demonstrationsvorhaben wird die Suedverglasung des Wohnprojektes 'Experimenteller Wohnungsbau' der Architekten HHS auf der internationalen Gartenausstellung IGA '93 Stuttgart mit Varianten dieser Bauteile ausgestattet. Die Neuentwicklung wurde u.a. mit Mitteln des BMFT, der AG Solar NRW und der Industrie gefoerdert. Hologramme auf Glas ermoeglichen ein Fokussieren direkter Strahlung auf Solarzellen und damit eine Reduzierung der Siliciumflaeche um mindestens 70 Prozent. Durch Drehen der holographischen Photovoltaik-Module um ihre Laengsachse kann die Licht- und Waermetransmission in das Gebaeude gesteuert werden (Sonnenschutz, Blendschutz). Nicht transmittierte Solarstrahlung wird in Strom gewandelt. Fuer Vergleichszwecke werden unterschiedliche Photovoltaik- und Lichtlenksysteme eingesetzt und ueber zwei Jahre beobachtet. Ergebnisse: Konzentration von Sonnenlicht auf PU-Streifen in drehbaren Verschattungslamellen; Regelbare Fassade fuer Verschattung im Sommer und passive Solarenergienutzung im Winter.
Das Projekt "Duennschicht Solarzellen aus Galliumarsenik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das beantragte Forschungsvorhaben soll als gemeinsames Fortsetzungsprojekt von zwei Projekten des ISE (BMFT/BEO 0328554B) und der Universitaet Stuttgart (BMVT/BEO 0328861A) durchgefuehrt werden. Das Projekt umfasst Arbeiten zur Materialentwicklung d.h. Epitaxie und Charakterisierung, zur Solarzellentechnologie und zur Konzentrator-Modulenentwicklung fuer GaAs-Solarzellen hoechsten Wirkungsgrades. Schwerpunkte und Ziele der Arbeiten werden sein: Materialentwicklung: Vergleichende Untersuchung von Al-haltigen und Al-freien Systemen, Untersuchung und Entwicklung verspannter Systeme mit Hinblick auf Heteroepitaxie von GaAs auf Fremdsubstraten. GaAs-Solarzellenentwicklung: Prozessierung von GaAs-Solarzellen auf 1x1 cm2 und 2x2 cm2 Flaeche mit Wirkungsgraden groesser als 24 Prozent (AM1,5). Entwicklung von GaAs-Solarzellen auf Si- und Ge-Substrat mit Wirkungsgraden groesser als 18 Prozent. Herstellung von Konzentratorsolarzellen fuer die Konzentrationsbereiche C=30 und C=100 mit Wirkungsgraden von 25-28 Prozent. Konzentrator-Module: Entwicklung eines holographischen Konzentrator-Moduls fuer den Konzentrationsbereich C = 10 bis 30. Entwicklung eines Fresnellinsen-Konzentrator-Moduls fuer den Konzentrationsbereich C = 100.
Das Projekt "Teilprojekt 6: Herstellung optischer Mastergitter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kugler GmbH, Feinmechanik und Optik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen und umweltschonenden Verfahrens zur Abformung mikro- und nanostrukturierter holografischer Vorlagen in Metalloberflächen und die Erarbeitung nachfolgender Produkte bzw. Prozessschritte auf Basis der hiermit erzeugten Prägevorlagen. Ziel ist der Aufbau einer Versuchsmaschine, an der alle neuartigen Funktionselemente erprobt werden können, um die herzustellenden Strukturgrößen vom Mikrometer- in den Submikrometerbereich zu skalieren. Der Versuchsaufbau stellt jedoch noch kein marktfertiges Produkt dar. Es müssen verschiedene Lösungsprinzipien für die unterschiedlichen Hautfunktionen gesucht und bewertet werden: Vorschubantriebe, Positionsmessung, Antrieb, Lagerung, usw. Die Reduzierung holografischer Strukturen (Linienbreiten) ist einer der wesentlichen Trends bei künftigen technischen Gütern. Zahlreiche Studien prognostizieren für diese Technologie ein starkes Marktwachstum. Gerade in der zerspanenden Mikrofertigung könnte die Bereitstellung von Maschinen und Prozess-Know-how vor allem von der klein- und mittelständischen Industrie aufgegriffen werden und in der Mikrotechnologie deutlich wachsende Marktsegmente eröffnen.
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