Das Projekt "Dynamik des lokalen Strom/Spannungsverhaltens von Nafion-Membranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt.
Das Projekt "Impedanzanalyse, Modellierung und Entwicklung eines transienten Ersatzschaltbildes für organische Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Institut für Physik, Arbeitsgruppe Energie- und Halbleiterforschung durchgeführt. Im Vorhaben soll ein transientes elektronisches Ersatzschaltbild für organische Solarzellen entwickelt werden, um Einblick in die Degradationsmechanismen zu erlangen. Das Ersatzschalbild für die organischen Solarzellen wird mittels Impedanzanalyse entwickelt. Die Degradation wird eine Änderung im Ersatzschaltbild zur Folge haben, so dass mit einer Simulation diese Degradation lokalisiert werden kann. Des Weiteren soll eine Datenbank für verschiedene organische Halbleitermaterialien angefertigt werden. Zunächst wird ein generelles Verständnis von Impedanzmessungen an organischen Halbleitern entwickelt. Danach erfolgt die gezielte Entwicklung von Ersatzschaltbildern für organische Halbleiter und Devices. Ziel ist es ein transientes Ersatzschalbild zu entwickeln, dass die Degradation von den Solarzellen abbildet. Für die Impedanzmessung wird ein neuer Arbeitsplatz aufgebaut. Zudem wird eine Apparatur aufgebaut, in der gezielt die Degradation durch Strom/Spannungs-Messungen charakterisiert werden kann. Die Ergebnisverwertung erfolgt durch Präsentation auf Fachtagungen, Publikationen in Fachzeitschriften sowie die Einbindung in Lehrveranstaltungen. Folgeprojekte werden angestrebt.
Das Projekt "Impedanzveränderliche Kurzschlussstrombegrenzungsspule (SmartCoil)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist der Funktionsnachweis einer passiv impedanzveränderlichen Kurzschlussstrombegrenzungsspule in einem einphasigen 10 MVA Testaufbau auf Mittelspannungsebene. Die stromabhängige Impedanz wird durch einen supraleitenden Abschirmeinsatz in einer normalleitenden Drosselspule realisiert. Mit diesem neuartigen Betriebsmittel könnten Netze in allen Spannungsebenen enger vermascht und neue Erzeugungsanlagen angeschlossen werden bei zumindest gleichbleibender Stabilität des Netzes, aber ohne unzulässig hohe Steigerung der Kurzschlussströme. Dies bewirkt niedrigeren Spannungsfall an der Impedanz im Normalbetrieb und ermöglicht u.a. eine höhere Einspeiseleistung von regenerativen Energien, ohne Verletzung des Spannungsbandes, was sonst in der Regel einen aufwändigen Netzausbau erfordern würde. Ausgehend vom konzeptionellen Entwurf des supraleitenden Einsatzes und der normalleitenden Primärspule wird zunächst das Betriebsverhalten in einem beispielhaften Energieverteilnetz simuliert. Parallel dazu erfolgt anhand der Messung der supraleitenden Eigenschaften die Auswahl geeigneter HTS- Bänder mit denen dann Versuche zur niederohmigen Kontaktierung durchgeführt werden. Die Bänder sind wesentlicher Bestandteil der Komponenten des Abschirmeinsatzes, die entwickelt, getestet und im Kryostat montiert werden müssen. Schließlich werden Kryostat und die normalleitende Primärspule zu einem Testaufbau montiert, der durch dielektrische Prüfungen und Leistungstests validiert wird.
Das Projekt "Entwicklung von Mikrosensoren zur impedanzspektroskopischen Untersuchung der Kambialaktivität von Fichte (Picea abies)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum durchgeführt. Im beantragten Forschungsprojekt werden Mikrosensoren entwickelt, die geeignet sind, die Wachstumsaktivität in der Kambialregion lebender Bäume auf dem Niveau wenige Zellen umfassender Gewebeverbände direkt, zeitnah und zerstörungsarm zu erfassen. Das Sensorkonzept basiert auf Methoden der Impedanzspektroskopie, einem in der Biologie etablierten Analyseverfahren, mit dem der frequenzabhängige komplexe Wechselstromwiderstand des Gewebes bestimmt wird. Die charakteristischen elektrischen Parameter gehen in die Modellierung eines Ersatzschaltbildes en, womit sich der aktuelle Zustand des Gewebes mit seinen resistiven und kapazitiven Eigenschaften darstellen und beschreiben lässt. Die Elektroden werden so dimensioniert, dass die aktive Kambialregion (Kambium mit lebendem Phloem und Xylem) möglichst exakt erfasst wird und charakteristische, gewebespezifische Zeitkonstanten bestimmt werden können. Damit können die Zellteilungs- und Ausdifferenzierungsvorgänge während der Wachstumsphase kontinuierlich und zeitlich hochaufgelöst beobachtet werden. Die Entwicklung dieser Messmethodik ist die Grundlage für die später angestrebte Anwendung im Umweltmonitoring und wird die Kenntnisse über die Steuerung der Wuchsreaktionen von Waldbäumen auf Umwelteinflüsse deutlich erweitern.