Sieger: ai:L Architektur Institut Leipzig

Sieger:

ai:L Architektur Institut Leipzig

Fassadengestaltung inklusive Solarstromerzeugung

Architektonisch reizvolle und gleichzeitig Energie liefernde Fassadengestaltungen, das ist die Idee von „SOLARShell“, der parametrisch optimierten Fassade als Energiequelle speziell für das System Stadt.
Entwickelt wird „SOLARShell“ unter Federführung des Architektur-Instut Leipzig in Kooperation mit der BOBO Produktions- und Vertriebsgesellschaft mbH, der Dr. Mirtsch Wölbstrukturierung GmbH, dem Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP SGB Steuerungstechnik GmbH und der SolarWorld Innovations GmbH.
„SOLARShell“ beginnt beim Entwurf der Fassade. Computergerstützt werden alle Stoffe, die eingesetzt werden bis hin zu den Solarpaneelen, in Beziehung zueinander gesetzt. Die so errechnete Fassade schafft dabei eine Symbiose aus dem CAD-basierten Modellen, der Programmierung und der Architektur. Dabei werden kleinteilige Photovoltaik-Module mit vielfältigsen Fassadenmaterialien kombiniert. Das Ergebnis ist eine architektonisch individuelle Photovoltaikfassade, so die Vision.
Die Idee ist, bisher unerschlossene Flächen der solaren Nutzung zuzuführen, um den Ertrag der so gewonnenen Energie zu steigern. Dabei stellt die Integration mit der Frage, welche Photovoltaik geeignet ist und wie die Fassade elektrisch angebunden wird, große Herausforderungen an die Entwickler. Auch Fragen der Wirtschaftlichkeit und eine Abschätzung des Marktpotenzials müssen noch erfolgen.

 

Sieger: 2G Energy AG

Sieger:

2G Energy AG

Blockheizkraftwerke mit Wasserstoff betreiben

Die 2G Energy AG stellt einen Prototyp eines Blockheizkraftwerks vor, bei dem fossile Energieträger durch Wasserstoff ersetzt werden, der mit regenerativen Energien erzeugt wurde. Das innovative Blockheizkraftwerk kann bivalent mit Erdgas und Wasserstoff betrieben werden.
Das Ziel des Projektes ist es, mit der bereits etablierten Gasmotorentechnologie (Gleichteilekonzept) auf Basis der Kraft-Wärme-Kopplung mit Wasserstoff Energie zu erzeugen. Allerdings ist die Stromausbeute im Wasserstoffbetrieb mit 168 kW geringer, als im Erdgasbetrieb mit 210 kW. Dafür sind die Emissionen im Wasserstoffbetrieb gleich Null, beziehungsweise um ein vielfaches geringer: Der Stickoxid-Ausstoß liegt bei 20mg/m3 bei Wasserstoff und im Erdgasbetrieb bei rund 500mg/m3.
Die 2G Energy AG wurde im Jahr 1995 gegründet und ist inzwischen ein international führender Hersteller von Blockheizkraftwerken. Diese dienen der dezentralen Bereitstellung von Strom und Wärme auf der Basis von Erdgas, Biomethan, Biogas, Klärgas, Deponiegas oder Wasserstoff betriebenen Gasmotoren. Das Portfolio der seit 2007 börsennotierten Aktiengesellschaft umfasst Anlagen mit einer elektrischen Leistung von 20 bis 2.000 kW.
Das Kundenspektrum reicht vom Landwirt über Kommunen, die Wohnungswirtschaft, Gewerbebetriebe, die mittelständische Industrie und die Großindustrie bis zur Energiewirtschaft. Weltweit sind bereits mehr als 5.000 Anlagen in Betrieb. Mit seiner Zentrale in Heek und seinen zehn Tochtergesellschaften beschäftigt das Unternehmen weltweit rund 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

 

NexWafe GmbH

NexWafe GmbH

Photovoltaik wieder wettbewerbsfähig machen

Das Freiburger Unternehmen NexWafe GmbH wurde im Jahr 2015 gegründet und ist eine Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Industrialisierung der so genannten epitaktischen Herstellung von Siliziumwafern für die Photovoltaik (PV). Mit dem neuartigen Verfahren will das Unternehmen die Produktion neuester Solartechnologie durch hohe Kosteneinsparung wieder nach Deutschland zurückholen. Nicht nur der Material- und Energieverbrauch soll reduziert werden, sondern auch der Investitionsbedarf zum Aufbau einer Fertigung. Erreichen will man dies durch die Reduktion der Prozessschritte. Damit erreicht das Verfahren in Deutschland einen Deckungsbeitrag von 30 Prozent. Auch die ökologische Bilanz bei der Herstellung von PV-Anlagen wird verbessert. Das Verfahren ist patentiert.
In Freiburg, Deutschland, betreibt das Unternehmen eine voll ausgebaute Pilotproduktionslinie, die monokristalline Wafer von höchster Qualität produziert und mit herkömmlichen Wafer- und Modul-Herstellungsprozessen vollständig kompatibel sind. In Bitterfeld soll eine Fertigungsfabrik entstehen.

Stadtreinigung Hamburg AöR

Stadtreinigung Hamburg AöR

Aus Abfall Energie gewinnen

Die städtische Anstalt öffentlichen Rechts, Stadtreinigung Hamburg AöR, will mit ihrem „Zentrum für Ressourcen und Energie (ZRE)“ die Schonung von Ressourcen und die Erhöhung der Recyclingquote voranbringen. Das Projekt ist noch in Planung und soll ab 2023 realisiert werden.
Dabei müssen sich die Verantwortlichen keine Sorgen um den Nachschub an recyclingfähigen Wertstoffen machen. Durch den Betrieb der kommunalen Müllabfuhr können alleine jedes Jahr rund 140.000 Tonnen Hausmüll verwertet werden. Die verschiedenen Anlagen zur mechanischen, biologischen und thermischen Abfallbehandlung für die Hausmüll- und Bioabfallverwertung werden auf dem städtischen Betriebshof neu kombiniert. So sollen die Synergien der Teilanlagen optimal genutzt werden, um Wertstoffe, klimafreundliche Energie als Strom und Fernwärme und speicherbares Bio-Methan zu gewinnen. Die Hamburger Stadtreinigung rechnet alleine im Bereich Kohlenstoffdioxid mit einem Einsparpotenzial von 80.000 Tonnen pro Jahr.
In den Betrieb des ZRE sollen zudem die Ergebnisse aus einem breiten Themenportfolio von Forschungsprojekten zur Ressourcenschonung einfließen, an denen sich die Stadtreinigung Hamburg beteiligt und die von der EU, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung, sowie dem Bundeswirtschaftsministerium gefördert werden.
Aktuell spart die Energieproduktion aus der Verwertung der eigenen Abfälle pro Jahr rund eine halbe Million Tonnen Kohlenstoffdioxid ein. 2016 setzte die Hamburger Stadtreinigung rund 346,5 Millionen Euro um, der Jahresüberschuss betrug knapp zehn Millionen Euro. 2016 beschäftigte die Stadtreinigung etwas mehr als 2.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, knapp drei Viertel davon im gewerblichen Bereich.

 

Aspern Smart City Research GmbH&Co KG

Aspern Smart City Research GmbH&Co KG

Forschen unter realen Bedingungen an der Stadt der Zukunft

Die Aspern Smart City Research GmbH & Co. KG sucht seit 2013 nach Lösungen für die Energiezukunft der modernen Stadt. Das Leitprojekt „Smart Cities Demo Aspern (SCDA)“ trägt den Namen des neuen Wiener Stadtteils aspern Seestadt. Es ist eine gemeinsame Initiative von Siemens, Wien Energie, Wiener Netze, der Wirtschaftsagentur Wien und „wien3420“. Alle Komponenten des Energiesystems sind Bestandteil der Forschung, ob das Netz (Smart Grid), die Gebäude (Smart Building), die Informations- und Kommunikationstechnologie (Smart ICT) und die NutzerInnen (Smart User).
SCDA wurde von 2014 bis 2017 durch den Klima- und Energiefunds unter dem Gesichtspunkt Gesamtsystem-Integration gefördert. Weitere Förderungen erhielt das Unternehmen für das „INIS-Projekt“ zur Effizienzsteigerung im Netzbetrieb und „Teradata FACDS“, um netzdienliche Funktionalitäten in dezentralen Speichersystemen zu erforschen, an dem nationale und internationale Partner beteiligt waren.
Gemeinsam wollen die Projektpartner Energieforschung für die Zukunft leisten. Die so gefundenen Lösungen sollen für andere Großstädte skalier- und übertragbar sein.
Für ihre bisherige Arbeit sind die Initiatoren bereits mit dem „Smart Energy Systems Award 2018“ gewürdigt worden. Seit 2015 erhob das Unternehmen mehr als zwei Millionen Datensätze. Die Projekte sind offen für Teilnehmer, binden die Prosumer ein und beschäftigen sich mit der Sektorenkoppelung.

 

Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), TU Darmstadt

Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW), TU Darmstadt

Die Modellfabrik für mehr Energieeffizienz

Seit 2016 betreibt das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen der Technischen Universität Darmstadt eine Modellfabrik, die „ETA-Fabrik“. „ETA“ steht für Energieeffizienz, Technologie und Anwendungszentrum. Diese Modellfabrik bildet rund 50 Prozent des Industriemarktes in Deutschland ab. Hier werden Maschinen, technische Gebäudeausstattung und das Gebäude selbst vernetzt und eine energiemarktbasierte Betriebsstrategie erprobt. Verfolgt wird ein gesamtheitlicher Ansatz, bei dem alle energetischen Themen, wie Strom, Wärme, Kälte, Druckluft und Büro verknüpft werden. Den Forschern gelang es, Energieeinsparpotenziale von bis zu 45 Prozent aufzuzeigen.
Im gesamten deutschen Anlagenbestand ließen sich so rund 1,325 Millionen Kilowattstunden Energie einsparen. Hinzu kommt ein Potenzial von rund 900.000 Kilowattstunden durch Wärmerückgewinnung. Neben der praxisnahen Ausrichtung an realen Produktionsbedingungen und einer damit einhergehenden schnellen Übertragbarkeit der Forschungsergebnisse führte die bisherige Arbeit der ETA-Fabrik zudem bereits zu zwei Ausgründungen. Bereits im Jahr 1996 gründete die Technische Universität Darmstadt im Institut für Projektmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen die Forschungsgruppe „Umweltgerechte Produktion“.

 

Sieger: VOLABO GmbH

Sieger:

VOLABO GmbH

Den Elektromotor neu erfunden

Die VOLABO GmbH präsentiert einen Elektroantrieb mit dem Titel „ISCAD“. Dieser steht für „Intelligent Stator Cage Drive“. Statt der üblichen Wicklungen setzen die Entwickler des Elektroantriebs bei Volabo Stäbe mit angebundener Leistungselektronik ein. Die Zahl der Pole kann während des Betriebs variiert werden, es entsteht eine Art „virtuelles Getriebe“ und damit einhergehend eine deutlich verbesserte Ausnutzung der bestehenden Batteriekapazitäten. Damit gelingt eine echte Produktinnovation im Umfeld des Elektromotors, der vielen als „ausgeforscht“ galt.
In der dritten Generation erreicht „ISCAD“ eine maximale Leistung von 110 kW. Mehrere Tests erfolgten auf dem Prüfstand. Aktuell wurde der Elektroantrieb in ein umgebautes Fahrzeug eingesetzt, um seine Funktion zu zeigen. Aktuell ist eine Kleinserie geplant und es wird parallel an einem serientauglichen Konzept gearbeitet.
Bereits im vergangenen Jahr gewann die Volabo GmbH den „eMove360° Award“ im Bereich „Powertrain“. Im gleichen Jahr setzte sich das Unternehmen im Final Pitch des „German Accelerators“ durch und löste das Ticket ins Silicon Valley.
Das in Ottobrunn ansässige Unternehmen bietet seit dem Jahr 2016 innovative Antriebe für die Mobilität der Zukunft und ist eine Ausgründung der Universität der Bundeswehr in München. Die Geschäftsführer Florian Bachheibl und Adrian Patzkal sehen sich als Pioniere elektrischer Antriebstechnik und bestätigen ernsthaftes Interesse von Seiten der Industrie. Um eine Marktdurchdringung zu erreichen wird ein strategischer Partner benötigt.

 

door2door

door2door

„MVG Isartiger“ – ÖPNV ohne Takt und feste Route

„Door2Door“ ist eine multimodale Mobilitätsplattform für Städte und Gemeinden. Mit dem Projekt „MVG IsarTiger“ soll in München ein neues Konzept für die urbane Mobilität, und hier insbesondere die letzte Meile auf die Straße gebracht werden. Im Zentrum stehen die beiden Lösungen „Pool-Riding“ und „Insights“. Während Insights die Bedürfnisse analysiert und daraus Empfehlungen für den anschließenden Betrieb ableitet, umfasst „Ridepool“ die notwendige Software zur Steuerung individuell und nutzerorientierter Mobilitätsangebote. Beide Lösungen kommen in dem Münchener Pilotprojekt zum Einsatz.
Der „MVG Isartiger“ ist ein On-Demand Ride-Pooling Dienst, bei dem sich Fahrgäste die Fahrt bei individuellen Abhol- und Zielorten teilen. Der Dienst ist in den Münchner ÖPNV integriert. Die Route wird ständig durch Algorithmen neu berechnet und alle neu hinzugekommenen Buchungen werden einbezogen. Es gibt keine festen Linien und Fahrpläne.
Das dahinter stehende Start-up gleichen Namens, die Door2Door GmbH, wurde im Jahr 2012 von Dr. Tom Kirschbaum und Maxim Nohroudi gegründet. Beide sind gleichberechtigte Geschäftsführer. Die Unternehmensführung wird mit Frank Lieding, CFO und COO, komplettiert. Ein hochkarätig besetzter, vierköpfiger Beirat, dem unter anderem Seriengründer Günther Lamperstorfer und Ex-Opel AG-Vorstand Karl-Thomas Neumann angehören, begleitet die weitere Unternehmensentwicklung. Erklärte Unternehmensvision ist eine Welt ohne private Pkw. Neben dem Headquarter in Berlin unterhält das Unternehmen ein Büro im brasilianischen Porto Allegre.

 

E.ON SE

E.ON SE

Wärme- und Kälteversorgung in Gebäuden ins Gleichgewicht bringen

Der Klimawandel stellt besonders Städte vor enorme Herausforderungen, denn in Zukunft gilt es nicht nur die Frage nach Wärme im Winter in Nordeuropa zu denken, sondern auch die Kühlung von Gebäuden im Sommer. So wird für Berlin in 100 Jahren ein Klima wie heute in Südfrankreich prognostiziert.
Das Pilotprojekt „ectogrid™“ startete und wurde in der schwedischen Stadt Lund („Medicon Village“) in Kooperation mit dem Forschungszentrum RISE und dem schwedischen Wärmepumpenverband erprobt. Das Ergebnis: Die Energieproduktion wurde um 3/4 gesenkt. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist es, ein CO2-neutrales und bezahlbares Versorgungssystem für Wärme und Kälte zu schaffen. Das revolutionäre Energiesystem soll dabei, durch ein Ausbalancieren der Energie im Inneren des Gebäudes, die extern zugeführte Energie reduzieren. So soll der Primärenergieverbrauch eines Gebäudes auf nur 3GWh pro Jahr sinken. Gegenüber herkömmlichen Systemen ergibt sich durch die smarte Verknüpfung verschiedener Technologien ein Einsparpotenzial von rund 20 Prozent und damit eine klimaschonende Wärme- und Kälteversorgung zu bezahlbaren Preisen.
In dem Vorhaben „ectogrid™“ arbeitet E.ON mit der RWTH Aachen und einem Quartiersentwickler derzeit an einer Machbarkeitsstudie für Deutschland, um die Markteinführung als Angebot für Quartierskonzepte vorzubereiten. „ectogrid™“ soll am Markt auch als Contracting- oder Lizenzmodell zur Verfügung stehen.
Der Energiekonzern E.ON SE gehört mit rund 43.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und einem Umsatz von zuletzt 38 Milliarden Euro und einem Konzernüberschuss von etwas mehr als 1,4 Milliarden Euro zu den Großen vier Energieversorgern in Deutschland. Das Unternehmen investierte im zurückliegenden Geschäftsjahr rund 3,3 Milliarden Euro, vier Prozent mehr als ein Jahr zuvor.

 

Sieger: Naturspeicher GmbH

Sieger:

Naturspeicher GmbH

Energie natürlich speichern

Es geht um smarte Gebäudeinfrastruktur. Die Naturspeicher GmbH entwickelte einen „Naturwärmespeicher“, der umweltfreundliche Heizung und Klimaanlage in einem ist. Eingesetzt werden kann der „Naturwärmespeicher“ bei Immobilien jeder Größe. Verschiedene Energiequellen können kombiniert und Energie in einem geschlossenen System gespeichert werden. Das System lässt sich sowohl zur Produktion von Wärme wie auch von Kälte einsetzen und ist dank seiner Geschlossenheit auch in sensiblen natürlichen Umgebungen einsetzbar, also ohne umweltrechtliche Genehmigung. Dank der innovativen Kombination ergibt sich eine Energieersparnis zwischen 30 und 50 Prozent gegenüber herkömmlichen Luftwärmepumpen/Kühlsystemen.
Das Unternehmen verkaufte bisher 40 Geräte. Diese befinden sich seit der letzten Heizperiode im Beta-Test. Der „Naturwärmespeicher“ steht kurz vor der Serieneinführung, wobei der Fokus zunächst auf industriell anwendbare Technologie, große Stückzahlen und große Dimensionen gelegt wird. Die Sektorenkoppelung ist auch im kleinen Maßstab möglich und es handelt sich um eine bewährte Technologie, die frei skalierbar ist. Vor allem die Kühlfunktion ermöglicht einen sehr wirtschaftlichen Betrieb.
Das junge Unternehmen Naturspeicher GmbH mit Sitz in Gaildorf, im fränkischen Nordosten von Baden-Württemberg, ist spezialisiert auf die Entwicklung und Realisierung von Naturspeicheranlagen. An der Naturspeicher GmbH ist die Firmengruppe Max Bögl, ein international agierendes Bau-, Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit einem Jahresumsatz von über 1,7 Milliarden Euro beteiligt. Naturspeicher will den Naturstromspeicher als flexible und umweltfreundliche Groß-Batterie etablieren und ist überzeugt davon, dass der Strommarkt auf Dauer mehr als 80 Prozent erneuerbare Energien aufnehmen kann.