Vortragsreihe "Aktuelle Herausforderungen der Elektrotechnik"

Domenic Eric Planert, Sebastian Flemming, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Bretschneider, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (AST) des Fraunhofer IOSB Ilmenau

Verschiedene Transformationsszenarien sehen einen Bedarf an Batteriespeichersystemen zum kurz- bis mittelfristigen Ausgleich von Last und erneuerbarer Energiebereitstellung im deutschen Energieversorgungssystem 2045 bei mehreren hundert Gigawattstunden (GWhel) Speicherkapazität. Neben stationären elektrischen Energiespeichern erscheinen Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen aufgrund ihrer Standzeiten an Ladepunkten, der vergleichsweisen hohen elektrischen Leistungsfähigkeit und Speicherkapazität für diesen Zweck prädestiniert. Die Herausforderung besteht darin, diese kleinteilige, verteilte und schwer planbare Flexibilität der einzelnen Fahrzeuge für weitere Anwendungsfälle zum Mehrwert sowohl für Unternehmen, die einen elektrifizierten Fuhrpark betreiben als auch das Energiesystem verfügbar zu machen, ohne dass das eigentliche Mobilitätsbedürfnis der Elektrofahrzeugnutzenden beeinträchtigt und eingeschränkt wird. Dazu wurden an Realdaten eines Ladeparks verschiedene Simulationsszenarien berechnet und evaluiert.

Thomas Schwarz,  a-eberle Nürnberg

Der Vortrag gibt eine Einführung in die Herausforderungen in der Niederspannung aufgrund von PV, E-Mobilität und langen Leitungen.
Durch den Einsatz von Halbleitern kann mit dem Niederspannungsregelsystem eine kosten- und zeiteffiziente Alternative zum Leitungsausbau geboten werden.

Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Spiess, TU Ilmenau

Die Entdeckung der Röntgenstrahlung vor 130 Jahren hat das Leben der Menschheit sowohl in der Medizin als auch in der Technik stark beeinflusst, waren die ersten Röntgengeräte aus heutiger Sicht z.T. gefährliche "Bastlerapparaturen". Zwischen 1920 und 1940 sind 51 tödliche und 62 schwere nicht tödliche Unfälle durch Hochspannung dokumentiert. Die heutigen wesentlich komplexeren und auch sicheren Geräte sind immer noch mit 12 % Anteil unter Einschluss aller Komponenten fehlerbehaftet. Der Unterschied zwischen Medizin und Technik in den Geräten und der Anwendung wird herausgearbeitet. Dabei wird festgestellt, dass der Energiebereich - Medizin bis 110 keV in der Technik viel variabler ist (10keV - 7 MeV) und die Zeitdauer des EInsatzes zwischen Medizin und Technik sehr unterschiedlich ist. Sehr wichtig bei allen Untersuchungen ist die Betrachtung der Energie der Strahlung und die Detektorempfindlichkeit. Deshalb hat jede Verfahrensvariante spezielle Auflösungsbereiche. Globalaussagen gibt es nicht!
Röntgenstrahlanwendung ist das komplexe Zusammenspiel von Elektrotechnik, Materialwissenschaft, Physik, aber auch zunehmend Daten- und Bildanalyse und dem nicht zu vernachlässigenden Strahlenschutz (Recht und Medizin).

Dr. Bernd Walther,  Maschinenfabrik Reinhausen

In einer Übersicht über verschiedene Großprojekte der Energiewende von der Wasserstoffelektrolyse bis zur Stahlerzeugung sowie Einbindung der Erneuerbaren Energien wird sichtbar, dass aufgrund der hohen Anschlussleistungen und Durchdringung mit Leistungselektronik bereits in der Planung frühzeitig die Netzverträglichkeit und Einhaltung normgerechter Strom- und Spannungsqualität eine große Rolle spielen.

Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Timo Leukefeld GmbH Universitätsstadt Freiberg
Mit seinen theoretischen wie praktischen Ingenieur-Kenntnissen brachte er 2010 das
erste bezahlbare und tatsächlich energieautarke Haus Europas auf den Markt. Seither
entwickelt er es beständig weiter: Die neueste Generation seiner Gebäude sind im
Betrieb vollständig CO2-frei, enttechnisiert, energieautark und vernetzt. Sie versorgen sich selbst mit Strom, Wärme und E-Mobilität aus der Sonne. Jeden, der darin wohnt, machen sie unabhängig. Und für jeden, der in sie investiert, bieten sie neuartige, lukrative Geschäftsmodelle – ökologisch und nachhaltig! "Pauschalmieten mit Energieflatrate“ ist das Prinzip, das für die Mehrfamilienhäuser eine große Flexibilität bei der Kalkulation des Mietpreises eröffnet und gleichzeitig – über wenigstens 5 Jahre hinweg – für gleichbleibend hohe Renditen sorgt. Diese hochgradig energieautarken Gebäude sind netzdienlich, CO2-steuerfrei, enttechnisiert und hoch wirtschaftlich. Gleichzeitig sind Leukefelds Gebäude Teil einer Transformation, die unsere Gesellschaft fundamental verändert. Nicht Verzicht und schlechtes Gewissen sind Dreh- und Angelpunkt seiner energetischen Konzepte, sondern der kluge Gebrauch der unendlichen, erneuerbaren Ressourcen unserer Erde.

Wie werden wir in Zukunft leben
Timo Leukefeld, Mitglied des Zukunftsinstituts, begab sich als Protagonist der Serie
"Wie werden wir in Zukunft leben?“ auf abenteuerliche, wissenschaftliche Expeditionen rund um die Welt. Manche Expeditionen muten wie Zeitreisen an, die ihn auf direktem Weg in die Vergangenheit führen: In Visoko, Bosnien, nimmt er regelmäßig an den internationalen archäologischen Ausgrabungen teil.

Alle Sendungen aus "MDR um 4" nun auch in youtube:
Energie und Wohnen https://youtu.be/i4ZdHXbMUHA

Ernährung https://youtu.be/vnOLkSzc-SI

Mobilität https://youtu.be/oowt1sZOunE

Roboter „Aufstand der Maschinen“ https://youtu.be/O0iuaved-nY

Franz Linke, 50 Hertz Transmission

Schwerpunkt sind alle leistungselektronischen Betriebsmittel und deren Nutzbarmachung für die Operatoren in der Systemführung im Normal- sowie gestörten Betrieb. Dies umfasst die Anforderungsdefinition, Inbetriebnahme, Betriebsbegleitung mit Störauswertung sowie Schulung der Operatoren. Durch simulative Abbildung ermöglichen wir optimale Regelparameter und Schutzeinstellungen der Anlagen für einen sicheren, stabilen Systembetrieb.

Doktoranden M.Sc. Benjamin Breuer und M.Sc. Artjom Kolwa,
Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infrastruktursysteme

Teil 1: Multivalente Wärmeversorgung: Wie toroidale Netzwerke für die intelligente Umverteilung thermischer Energie verwendet werden können (Artjom Kolwa)

Teil 2: Boden – Wärme – Fundamente: Wie thermisch aktivierte Bodenplatten Niederenthalpiewärme für multivalente Anwendungen bereitstellen können (Benjamin Breuer) Integration eines Fundamentwärmespeichers

Jun.-Prof. Thomas Dallmann, TU Ilmenau

Radarsysteme existieren seit über 120 Jahren und werden seitdem in den verschiedensten Anwendungen genutzt. Aber was nehmen Radarsysteme von Ihrer Umgebung eigentlich wahr und wie werden sie heutzutage eingesetzt?

Und was können wir darüber hinaus von dieser Sensortechnik in Zukunft erwarten?

Dipl.-Ing. Jens Feddern, Head Vertical Market Life Science
Siemens Switzerland Ltd., Vertical Management, 8047 Zuerich, Switzerland 

In diesem Gastvortrag im Rahmen der VDE-Vortragsreihe an der TU Ilmenau wird die transformative Kraft der Digitalisierung in elektrischen Schaltanlagen und Verteilsystemen betrachtet. Es wird aufgezeigt, wie der Einsatz kommunikativer Leitungsschutzschalter und intelligenter Sicherungen nicht nur die Anlagenüberwachung verbessert, sondern auch eine Fülle wertvoller Betriebsdaten generiert.Aufbauend auf diesen Daten werden innovative digitale Serviceangebote vorgestellt, die von vorausschauender Wartung bis zur optimierten Betriebsführung reichen.Ein besonderer Fokus liegt darauf, wie periodische Prüfungen elektrischer Installationen – wie sie beispielsweise in der DGUV V3 oder VDE 0105-100 gefordert sind – durch diese intelligenten Systeme automatisiert und effizient im laufenden Betrieb durchgeführt werden können.Durch die smarte Vernetzung von Schutzgeräten wird die Sicherheit erhöht, Kosten gesenkt und die Verfügbarkeit der elektrischen Anlagen maßgeblich verbessert.  

Univ.-Prof. Dr. phil. Jens Wolling, TU Ilmenau, Fachgebiet
Empirische Medienforschung und Politische Kommunikation

Prof. Dr.-Ing. Carsten Leu, HTWK Leipzig

Die Spannungsformen im Energieversorgungssystem werden durch die Art der Spannungsquelle, die Spannungsform zur optimalen Übertragung sowie der Bereitstellung elektrischer Energie für verschiedenste Zwecke, beispielsweise die Elektromobilität, bestimmt. Die Leistungselektronik stellt eine Schlüsseltechnologie für die zukünftige elektrische Energieversorgung dar. Moderne leistungselektronische Systeme erfordern kompakte, effiziente sowie sehr zuverlässige und resiliente Schaltungstopologien.Diese arbeiten mit höheren Spannungen, schnelleren Schaltfrequenzen unter Einsatz neuer Materialien und Fertigungstechnologien.

Die Isolierstrecken in leistungselektronischen Topologien, insbesondere die galvanische Trennstelle zweier energetisch gekoppelter Kreise,werden dabei mit neuartigen Spannungsformen, die sich oft aus einer Gleichspannung, periodischen Transienten und weiteren höherfrequenten Spannungen zusammensetzt, beansprucht.

Im Vortrag werden die Spannungsbeanspruchungen dargestellt, technisch-physikalische Wirkungen dieser erläutert und Möglichkeiten der Gestaltung der elektrischen Isoliersysteme anhand von Beispielen aufgezeigt.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, TU Ilmenau,
Fachgebiet Elektrische Energieversorgung

RADIOMICS-Analyse - Methode, ergänzend zur Röntgen-, CT- und MRT-Bildgebung

Doktorandin M. Sc. Lea Ehrhardt,Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Informatik und Automatisierung, FG Datenanalyse in den Lebenswissenschaften

Die Radiomics Analyse ist eine Anwendung, die zahlreiche unterschiedliche Eigenschaften aus medizinischen Bilddaten bestimmt und für weitere Verfahren wie Klassifikations- und Korrelationsanalysen verwendet. Im Vortrag wird ihre Effizienz bezüglich der Vorhersage medizinischer Merkmale speziell im Bereich der akuten Lungenembolie untersucht und die Ergebnisse der bisherigen Studien dargestellt.

Dr.-Ing Uwe Kaltenborn, Director Business Development HIGVOLT Prüftechnik Dresden GmbH

Seekabelverbindungen innerhalb von Off-Shore Windparks stellen eine besondere Herausforderung dar, da es sich nominell um Mittelspannungskabel, ausgeführt in einem Hochspannungskabeldesign handelt. In der Konsequenz daraus wurde die Vor-Ort-Prüfung in einer eigenen Norm, der IEC 63026, geregelt.

Die Herausforderung für die Prüfanlage liegt jedoch nicht nur darin die Norm zu erfüllen, sondern off-shore tauglich, transportierbar, flexibel bei allen Witterungsbedingungen prozesskonform einsetzbar zu sein. Diese multidimensionale Optimierung wurde aktiv in zwei Schritten angegangen, indem die Erfüllung der spezifischen Kundenanforderungen im Betrieb zuerst geprüft wurde und die Anlage in einem zweiten Schritt an den jeweiligen Kunden und seine Prozesse individuell angepasst wird.

Prof. Dr. Stephan Husung,Technische Universität Ilmenau,
Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung

Zunehmende Herausforderungen im Wettbewerb und steigende Erwartungen der Stakeholder (u.a. Individualisierung, Nachhaltigkeit etc.) führen zu immer komplexeren Produkten. Bei der Entwicklung der Produkte müssen zahlreiche Anforderungen und Randbedingungen berücksichtigt und deren Umsetzung sichergestellt werden. Die Anforderungen und Randbedingungen können heute meist nur durch leistungsfähige mechatronische Systeme umgesetzt werden. Mechatronische Systeme bestehen häufig aus mehreren mechatronischen und schließlich domänenspezifischen Systemebenen, die im Rahmen der Entwicklung orchestriert werden müssen. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen werden in vielen Unternehmen zunehmend Systems Engineering Ansätze eingesetzt. Systems Engineering Ansätze bestehen aus Vorgehensweisen und Methoden. Die heutige Digitalisierung ermöglicht ergänzend den gezielten Einsatz spezifischer Modelle.

Constantin-Wilhelm Beyer, Digity GmbH Göttingen

Was bereitet auf die Arbeit in einem Startup vor – und wie wächst man in technische Verantwortung hinein?

In diesem Vortrag berichtet Constantin Beyer von seinem Weg zwischen Studium, Nebenprojekten und ehrenamtlichem Engagement – und davon, wie sich aus vielen kleinen Erfahrungen ein klarerer beruflicher Fokus entwickelt hat. Im zweiten Teil gibt er Einblicke in seine aktuelle Arbeit bei Digity, einem Startup, das Finger-Exoskelette zur Prävention von Überlastung und Verletzungen entwickelt. Der Vortrag verbindet persönliche Lernwege mit praktischen Erfahrungen aus der frühen technischen Entwicklung.

Daniel Bleich,DB Energie GmbH, Netzplanung/Systemtechnik I.ETZ, Frankfurt/Main

„Die Bahn fährt elektrisch. Auch in der Zukunft ?“
Mit der Energiewende wird künftig die erzeugte elektrische Energie mehr und mehr von regenerativen volatilen Energiequellen erzeugt. Fährt die Bahn dann auch nachts, wenn kein Wind weht ? Die DB Energie hat dazu eine Netzstrategie 2040 entwickelt, wie das Bahnenergienetz der Zukunft aussehen wird.

Hannes Oppermann, Technische Universität Ilmenau, Fakultät für Informatik und Automatisierung, FG Biomedizinische Technik

Heute, 100 (101) Jahre nach ihrer Einführung, ist die Elektroenzephalographie (EEG) eine täglich genutzte klinische Routine, eine häufig genutzte Methode in Forschungslaboren und findet darüber hinaus auch in mobilen Anwendungen Einsatz. Die Entwicklungsschritte der letzten Jahrzehnte lagen im Wesentlichen bei Elektrodenkonzepten, Verstärkertechnologien und Signalverarbeitungstechniken. Nach der anfänglichen Nutzung invasiver Elektroden wurden nicht-invasive Elektroden für eine schonendere, einfachere und schnellere Anwendung entwickelt. Mit einer zunehmenden Zahl von Langzeit- und mobilen Anwendungen geht der Trend zu Trockenelektroden für eine noch schnellere und mögliche Selbstanwendung außerhalb von Kliniken oder Laboren. Der Übergang von analogen zu digitalen Aufzeichnungssystemen führte zu bemerkenswerten Verbesserungen, insbesondere hinsichtlich der Anzahl der Kanäle, der Rauschunterdrückung und der Mobilität. Mit dem Vortrag im Rahmen der Vortragsreihe des VDE soll die Entwicklung der Elektroenzephalographie beleuchtet und ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik bzw. Wissenschaft geliefert werden.

Tobias Richter,HYPOS - Hydrogen Power Storage & Solution e.V. Leipzig

In dem Vortrag gibt HYPOS eine Einführung in die Herausforderungen, die beim Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft auftreten, ein Up-Date zum dem wie es in Mitteldeutschland aussieht und welche Projekte besonders herausstechen. Dabei steht das zukünftige Wasserstoffnetz besonders im Fokus.

Dipl.-Ing. Dan Keller, HIGHVOLT Prüftechnik Dresden GmbH

Der Vortrag „Kabelprüfung und Kabelmonitoring“ im Rahmen der VDE Vortragsreihe: „Aktuelle Herausforderungen der Elektrotechnik“ gibt einen umfassenden Überblick über moderne Prüf- und Überwachungstechnologien für Hochspannungskabelsysteme, insbesondere im Kontext von 525 kV HVDC-Verbindungen. Es werden Anforderungen an Hochspannungsprüfungen vor der Inbetriebnahme, AC- und DC-Prüfverfahren sowie innovative Methoden zur Teilentladungsdiagnose (TruePD) vorgestellt. Ein besonderer Fokus liegt auf der Online-Überwachung zur frühzeitigen Fehlererkennung und Zustandsbewertung über den gesamten Lebenszyklus eines Kabelsystems. Praxisbeispiele und Fallstudien verdeutlichen die Umsetzung in realen Projekten. Ziel ist es, die Verfügbarkeit und Betriebssicherheit von Kabelsystemen signifikant zu erhöhen.

Franco Pizzutto,Business Development Manager, Maschinenfabrik Reinhausen GmbH

Der Vortrag erläutert das Prinzip des regelbaren Ortsnetztransformators(rONT), Laststufenschaltertechnologie für rONTs und deren Entwicklungsgeschichte, beschreibt die Wirkung von rONTs auf die Netzplanung und geht auf Anwendungsstrategien ein.

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. habil. Thomas Hannappel, TU Ilmenau, Institut für Physik, Fachgebiet Grundlagen von Energiematerialien und
Univ.-Prof. Dr. Rainer Souren, TU Ilmenau, Fakultät für WM,  Fachgebiet Nachhaltige Produktionswirtschaft und Logistik

III-V-Verbindungshalbleiter besitzen exzellente optoelektronische Eigenschaften und Rekordwerte bei Solarzellen direkter solarer Wasserstofferzeugung oder CO2-Reduktion. Allerdings ist das Gruppe-III-Element Indium begrenzt verfügbar, und auch Gallium kann als kritisch angesehen werden; manche Gruppe-V-Elemente wie Arsen und Antimon sind zudem gesundheitsbedenklich. Ziel eines im Oktober 2024 gestarteten interdisziplinären Projekts der Carl-Zeiss-Stiftung ist es daher, insbesondere für die Solarenergiekonversion hocheffiziente III-V-Bauelementstrukturen zu entwickeln, die gleichsam durch Reduktion und Substitution der kritischen Elemente ökologisch und ökonomisch sinnvoll sind. Der Vortrag zeigt naturwissenschaftlich-technische Lösungswege auf und verdeutlicht, wie eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung mittels Life Cycle Assessment gelingen kann.

Stefan Kämpfer, PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH
Aussendienstbüro, Industry Management and Automation - Energy

1. Geschichte und Grundlagen
2. Anwendungsfälle
3. Technische Herausforderungen
4. Anwendungsbeispiele

Carsten Gatermann, TU Ilmenau, Institut für elektrische Energie- und Steuerungstechnik, FG Elektrische Energieversorgung

Zugang zu Grundinfrastruktur ist für viele Menschen noch immer keine Selbstverständlichkeit.Deshalb setzt sich Ingenieure ohne Grenzen e.V. gemeinsam mit Partnern weltweit dafür ein, dass alle Menschen Zugang zu Grundinfrastruktur erhalten.In meinem Vortrag berichte ich aus aktuellen Projekten der Regionalgruppe Ilmenau mit dem Schwerpunkt auf Stromerzeugung aus solaren Mikronetzen.

Aktuelle Herausforderungen des deutschen Übertragungsnetzbetreibers Tennet TSO GmbH – ein Unternehmen, das ein Höchstspannungs-Stromnetz (220 kV und 380 kV) zwischen Schleswig-Holstein und Bayern mit einer Gesamtlänge von rund 13.559 Kilometern betreibt

Dipl.-Ing. Volker Weinreich, TenneT TSO GmbH Lehrte

Die Energiewende fordert von den Übertragungsnetzbetreibern eine Neuausrichtung. In der Vergangenheit war das Netz geprägt von großen und verbrauchernahen Kraftwerken und damit relativ kurzen Transportwegen für die elektrische Energieversorgung. Mit der Nutzung erneuerbarer und umweltfreundlicher Energieträger verändert sich die Anforderung an den Stromtransport, dezentrale und volatile Erzeugung erfordert höhere Transportkapazitäten, verbesserte Speichermöglichkeiten sowie die Anbindung von Stromrichtern. Die zusätzlichen Herausforderungen für die Sicherung der Netzstabilität führen zu komplexen und hochinteressanten Fragestellungen für Ingenieure und zahlreiche weitere Fachgebiete.

Dr. Klaus Dirk Herwig, Institutsleitung, Institut für Management-Training und –Entwicklung, IMTE GmbH Koblenz

Wasserstoff-Wirtschaft in Deutschland und Europa:
-      Ziele und Visionen
-      Stand der Entwicklung
-      Perspektiven für Unternehmen
-      Erfolgsfaktoren für den H2-Markthochlauf

Univ.-Prof. Dr. ir. Rik W. De Doncker,  Lehrstuhl für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) RWTH – Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Die steigenden Kosten für Materialien wie Kupfer, magnetische Werkstoffe und seltene Erden verstärken den Bedarf an effizienteren elektrischen Antrieben. Hochgeschwindigkeitsanwendungen bieten hierbei eine Möglichkeit, den Materialeinsatz zu verringern und Kosten zu sparen. Elektrische Maschinen wie geschaltete Reluktanzmaschinen (GRM) sind aufgrund ihrer robusten Bauweise und ihres geringen Materialbedarfs besonders für diese Anwendungen geeignet. In der Präsentation werden die Funktionsweise von GRMs sowie bekannte Herausforderungen und mögliche Lösungsansätze näher beleuchtet.

Dipl.-Ing. Wilfried Besig, VDE TU Ilmenau

• Amateurfunk von den Anfängen bis zur Gegenwart.
• Spektrum der aktuellen Möglichkeiten zur drahtlosen Kommunikation.
• Anforderungen, Technik, Lizenz
• Einsatzmöglichkeiten bei Katastrophen (Sturm, Überschwemmungen, Ausfall von Strom
  und kommerzieller Kommunikation)
• Ist das Handy eine Konkurrenz für den Amateurfunk ?

Dr. Michael Schubert, Geschäftsführer und Gründer / CEO and Founder iMS GmbH innovative Medizin Systeme / innovative Medical Solutions, Tutzing

Beginnend mit einem kurzen Abriss über die Entstehungsgeschichte, der Funktionsweise und den vielfältigen Anwendungen von Lasern wird im zweiten Teil des Vortrags die medizinische Anwendung von modernen Diodenlasern in der Gefäßchirurgie, speziell in der minimalinvasiven Behandlung von Krampfadern vorgestellt. Der Autor, Dr.-Ing. und Dipl.-Physiker Michael Schubert, bringt neben seinem interdisziplinären Wissen und seiner langjährigen Expertise im lasermedizinischen Umfeld auch seine Erfahrung bei der Gründung einer Medizin-Technikfirma nahe München, der iMS GmbH, ein.  

Carsten Wolff, Vice President High Voltage Projects, NKT GmbH & Co. KG Köln

Der Vortrag befasst sich mit der Frage der Energiewende und den daraus resultierenden Herausforderungen für die Hoch- und Höchstspannungsnetze“. In diesem Kontext werden Lösungsansätze für die Energieübertragung im AC- und DC-Netz vorgestellt, um einen nachhaltigen und schnellen Ausbau der Netze zu ermöglichen. Als neues, vielversprechendes Element in der Toolbox wird das supraleitende Kabel (HTS-Kabel) vorgestellt.

Prof. Dr. Mark Frederick Jentsch und Dipl. UWT Sebastian Büttner,Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infrastruktursysteme

Dieser Vortrag handelt von den im Rahmen von verschiedenen Forschungsvorhaben und Studien zur Realisierung von Wasserstoffinfrastruktursystemen in Thüringen über die letzten zehn Jahre gemachten Erfahrungen an der Bauhaus-Universität Weimar. Es werden die Herausforderungen beleuchtet, neue Infrastruktursysteme von der Forschungs- und Demonstrationsebene in die tatsächliche Umsetzung zu bringen. Zudem wird gezeigt, wie entsprechende Projekte zur Entwicklung eines Technologiefeldes beitragen können, indem sie die Erschließung von neuen Märkten für Unternehmen oder die Umsetzung von ersten kommerziellen Systemen begünstigen. Darüber hinaus werden Verbindungen gezogen zur Thüringer Landesstrategie Wasserstoff und der strategischen Entwicklung von Wasserstofftechnologien in Thüringen.

Björn Cialla, Application Engineer, OMICRON electronics GmbH Klaus/Berlin

Freileitungen sind besonders exponierte Betriebsmittel des Energiesystems. Die Tatsache, dass Sie den Witterungsbedingungen ausgesetzt sind, führt dazu, dass sie häufig von elektrischen Fehlern betroffen sind. Aufgabe der Schutztechnik ist es, dafür zu sorgen, dass diese Fehler möglichst geringe Auswirkungen auf das Energiesystem haben. In diesem Vortrag wird erklärt, welche Schutzsysteme auf Freileitungen im Höchstspannungsnetz eingesetzt werden, welche modernen Funktionen zur Verfügung stehen und wie man diese  prüfen kann.

Prof. Dr. Maximilian Fichtner, Helmholtz Institute Ulm (HIU)
Executive Director & Head of Solid-State Chemistry Ulm und Spokesman of the Cluster of Excellence

Für die Wahl einer geeigneten neuen Antriebstechnologie müssen verschiedene Faktoren in Betracht gezogen werden, wie z.B. die Minderung des Treibhausgaseffekts, die Frage, wie effizient der Antrieb mit der mühsam eingesammelten Erneuerbaren Energie umgeht, wie sich die Rohstoffsituation darstellt, und wie es um die Sicherheit, Kosten und Nutzerfreundlichkeit der Technik bestellt ist.
Der Vortrag wird diese Aspekte beleuchten und auf die Vor- und Nachteile verschiedener Antriebstechniken, wie Verbrenner mit eFuels, Wasserstoffantriebe und batterieelektrische Antriebe eingehen.

Dr. Christof Nitsche, Fraunhofer‐Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Gruppe Zuverlässige KI-Systeme, Stuttgart

Dieser Vortrag gibt zunächst eine Einführung in das Thema Künstliche Intelligenz (KI) und ihre wachsende Bedeutung in verschiedenen Anwendungsbereichen. Neben den Grundlagen der KI werden auch die aktuellen Entwicklungen im Bereich der generativen KI vorgestellt – Technologien, die nicht nur analysieren, sondern auch eigenständig Inhalte erzeugen können.Im zweiten Teil des Vortrags wird der Fokus auf einen hochaktuellen Einsatzbereich gelegt: die Diagnose von Brennstoffzellen mit neuronalen Netzen. Es wird erläutert, wie KI zur Analyse komplexer Daten genutzt werden kann, um den Verschleißzustand von Brennstoffzellen bestimmen zu können.Anhand konkreter Beispiele wird gezeigt, wie neuronale Netze dabei helfen, in das Innere eines Systems schauen zu können, ohne dass dafür ein konkreter Sensor vorhanden ist.Der Vortrag richtet sich an alle, die sich für die Verbindung von moderner KI und nachhaltiger Technologie interessieren – ob in der Forschung, Industrie oder als Technikbegeisterte.

Prof. Dr.-Ing. Stephan Rupp, Maschinenfabrik Reinhausen GmbH,
Geschäftsentwicklung Leistungselektronik, Regensburg

Im Zuge der Energiewende findet ein kräftiger Ausbau der Stromnetze mit erneuerbaren Erzeugern statt, vorrangig PV-Anlagen und Windparks. Wegen des schwankenden Angebots im Tagesverlauf (PV) und im Monatsverlauf (Wind) werden die Netze mit Energiespeichern ausgestattet, vorrangig Batteriespeicher für den Tagesverlauf, gefolgt von Elektrolyse-Anlagen und Brennstoffzellen mit Wasser und Wasserstoff als Speicher für den Bedarf von ein bis zwei Wochen. Auf diese Weise wäre ein kontinuierlicher Betrieb der Netze mit erneuerbaren Erzeugern möglich.

Der Vortrag beschreibt ein Konzept für erneuerbare Erzeuger im Kraftwerksbetrieb.

Das Konzept ist ein Ergebnis des Forschungsprojektes AC2DC, in dem der Einsatz von Gleichspannungssystemen im Stromnetz untersucht wurde.

Tobias Fränkel & Dr. Paul Beck, DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA  Windach

In diesem Vortrag stellen wir Ihnen die Einsatzmöglichkeiten einiger Hochleistungsklebstoffe in medizintechnischen Anwendungen vor. Außerdem gehen wir auf den dabei sehr wichtigen Prozess der Lichthärtung von Klebstoffen und die dafür benötigten Speziallampen und Dosiersysteme ein. Letztere werden bei DELO im Haus entwickelt und produziert. Hierzu möchten wir Ihnen zum Abschluss den typischen Ablauf einer Entwicklung mit Fokus auf dem Elektronik-Layout aufzeigen.

Frau Nahal Tamadon, 50Hertz Transmission GmbH, Leiterin des Teams „Systemanalysen“ Berlin

Dieser Vortrag befasst sich mit der Integration der Erneuerbaren Energien in die Systemführungsprozesse der Übertragungsnetzbetreiber. Neben der Beschreibung der derzeitigen Prozesslandschaft werden die zu bewältigenden Herausforderungen dargestellt und mit Beispielen aus dem Betrieb untermauert. Abschließend wird ein Blick auf die Zukunft des elektrischen Energiesystems und die Erfolgsfaktoren auf dem Weg zu 100% Erneuerbarer Energien geworfen.

Dr.-Ing. habil. Matthias Sturm, TEAG Thüringer Energie AG, Unternehmensentwicklung/Kommunikation

Die Energieversorgung steht nach Bewältigung der 2022-2023er Energiekrise vor der Aufgabe, die Transformation hin zu einer nahezu treibhausgasneutralen Energieversorgung weiter umzusetzen. In einem Vortrag am 9. Oktober 2023 hat der Autor Herausforderungen und Handlungsfelder speziell auch in Bezug auf die Thüringer Energieversorgung dargestellt und diesbezügliche Pläne zu deren Bewältigung bzw. Umsetzung skizziert.
Nunmehr wird -15 Monate später - im Rahmen eines „Updates“ vorgetragen, welche Spuren dabei die Energiekrise hinterlassen hat und was wir aus dieser gelernt haben. Auch die (Weiter)-Entwicklung des energiepolitischen Ordnungsrahmens wird beleuchtet, die dem Ziel dient, die Energiewende weiter umzusetzen. Basierend darauf wird dargestellt, welche Projekte und Aktivitäten wir bei der TEAG im Jahr 2024 konkret angeschoben haben, um den Weg für eine auch künftige starke und regierungswechselsichere Energieversorgung zu gehen. Dabei wird auch darauf eingegangen, welche Anstrengungen unternommen werden, um die Versorgungssicherheit im Zuge der Transformation des Energiesystems zu erhalten und welchen Beitrag wir in Thüringen konkret dazu leisten.

Dipl.-Ing. Ronald Halbauer, Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH

Es besteht breiter gesellschaftlicher Konsens für einen weiteren Ausbau Erneuerbarer Energien. Dieser Zuwachs muss auch auf Verteilnetzebene durch einen Netzausbau begleitet werden.
Trotz massiver Investitionen ist der Betrieb eines engpassbehafteten Netzes zur neuen Normalität geworden. Um einen geordneten Verteilnetzbetrieb gewährleisten zu können, betreibt MITNETZ STROM seit 20 Jahren Engpass-Management. Redispatch 2.0 bildet dieses System im aktuellen rechtlichen Rahmen ab.
In diesem Vortrag werden einzelne technische Phänomene dargestellt und die Hintergründe beleuchtet.

Univ. Prof. Dr. Peter Bretschneider,Sebastian Flemming, Tom Bender, Arne Martin, Fraunhofer IOSB AST
Fraunhofer CINES: Team der Aktivität Vor-Ort-Systeme

Um das Ausbauziel von 215 GW für PV-Anlagen im Jahr 2030 zu erreichen, ist jährlich ein Zubau von ca. 19 GW PV-Leistung notwendig. Dies erfordert mehr PV-Dachanlagen auf Ein- und Zweifamilienhäusern genauso wie auf Mehrfamilienhäusern und Nichtwohngebäuden. Insbesondere in urbanen Räumen liegen noch erhebliche und derzeit ungenutzte Potenziale an Dachflächen für die Energiewende, die es gilt, vor Ort akzeptiert zu erschließen.
Intelligente Vor-Ort-Systeme auf Basis der vorrangigen Nutzung erneuerbaren Energien sind der Schlüssel, um diese EE-Potenziale akzeptiert und nachhaltig für die hocheffiziente Nutzung im Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor zu erschließen. Im Vortrag wird dargestellt, um was es sich bei Vor-Ort-Systemen handelt und ein Überblick zu Vor-Ort-Systemen in Deutschland gegeben, um darauf aufbauend, anhand eines konkreten Beispiels die Potenziale von Vor-Ort-Systemen in Verbindung mit Möglichkeiten zum prädiktiven Energiemanagement zu beleuchten.

Matthias Zentgraf, Management CATL GmbH München, Arnstadt

- Kurzvorstellung von CATL als Unternehmen (weltweit, Marktposition, Produktspektrum)
- Anforderungen einer Lithium-Ionen-Batterizellfertigung (Gebäude, Herstellprozess,…)
- Zusätzliche Anforderungen aus der EU-Batteriverordnung (EU-Battery-Passport)
- Energiebedarf und Lösungsansätze zur Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen

Prof. Dr.-Ing. Christian Cierpka, Technische Universität Ilmenau

Das Konzept einer Carnot-Batterie klingt aus thermodynamischer Sicht zunächst sonderbar, da hochwertige elektrische Energie umgewandelt und in Form von Wärmeenergie gespeichert wird. Diese kann später nur zum Teil in elektrische Energie z. Bsp. mittels Wärmekraftmaschinen zurückgewandelt werden. Nutzt man aber eine Wärmepumpe, kann mit der zur Verfügung stehenden elektrischen Energie deutlich mehr Wärme aus der Umgebung gewonnen und gespeichert werden. Der geringe Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine kann theoretisch voll ausgeglichen werden. Das große Potenzial liegt darin, dass thermische Energie in großem Maßstab, preiswert, sicher und für die Umwelt unbedenklich gespeichert werden kann. Eine Schlüsselkomponente ist dabei der Speicher, welcher möglichst viel Wärmeenergie möglichst lange speichern muss. Im Vortrag wird das Konzept Carnot-Batterie vorgestellt und auf aktuelle Forschung zu thermischen Schichtenspeichern an der TU Ilmenau eingegangen.

Prof. Dr-Ing. Patrique Fiedler, Technische Universität Ilmenau

Die mobile Überwachung elektrophysiologischer Daten außerhalb des Labors rückt zunehmend in den Fokus für Anwendungen wie Sportwissenschaften, Gehirn-Computer-Schnittstellen, Neurofeedback oder kontinuierliches Eigenmonitoring. In diesem Vortrag besprechen wir technologische und methodische Anforderungen sowie ausgewählte Lösungen modernster Sensoren und Signalverarbeitungsverfahren. Wir werden die Auswirkungen mobiler Aufnahmebedingungen im Lichte der Fortschritte bei der Entwicklung tragbarer Mehrkanalgeräte für den realen, selbstanwenderbezogenen Einsatz diskutieren.

Dr. Uwe Braun, INNIO, Jenbacher GmbH Frankenthal

Im Vortrag wird, basierend auf der politischen Planung des Umbaus der Gasversorgung auf Wasserstoff, aufgezeigt, mit welchen Technologien die Erzeugung und langfristige Speicherung elektrischer Energie vorgenommen werden kann.
Aus der Sicht eines Gasmotorenherstellers werden die technischen Möglichkeiten und Einsatzszenarien dargestellt.
Abschließend wird noch auf die Möglichkeit des Einsatzes von Ammoniak eingegangen.

Dr. rer. nat. Ingo Raufuß,Stromversorgungsunternehmen in Weimar

Thüringen bietet vielfältige Möglichkeiten für den Einsatz der Geothermie. Dort, wo eine Erschließungsmethodik nicht funktioniert, greift oft eine andere. Im Vortrag werden alle Skalen der bedarfsgerechten Energiebereitstellung von Erdwärmesonden bis hin zur Tiefengeothermie vorgestellt. Speicher- und Kühlungsmöglichkeiten werden adressiert, genauso wie die Kombination von Erneuerbaren Systemen mit Geothermie. Der Fokus im Vortrag liegt auf dem Erfurter Tiefengeothermieprojekt.

Prof. Dr.-Ing. habil. Reiner S. Thomä, FIEEE, Technische Universität Ilmenau

Die Technik der Mobilfunknetze verläuft in Zyklen von ca. 10 Jahren. Dabei entwickeln sich die Anwendungsfelder kontinuierlich weiter. Während ursprünglich die drahtlose Telefonie und der mobile Zugang zum Internet im Mittelpunkt standen, sind es zunehmend Anwendungen in den Bereichen Industrie, Logistik und Verkehr. Aktuell wird diskutiert, welche Schlüsselmerkmale und innovative Anwendungen die zukünftige 6. Generation auszeichnen werden. Ein Thema, das uns auch an der TU Ilmenau beschäftigt ist die Integration von Funksensorik und Kommunikation (ISAC). Dabei werden die ohnehin ausgesendeten Funksignale quasi nebenbei auch für Radar- und Funkortung benutzt. Neben verschiedenen Anwendungen z.B. in der Automobiltechnik bieten sich Anwendungen im Bereich der zivilen Sicherheit, etwa zum Schutz der kritischen Infrastruktur an. Im Vortag wird eine kurze Einführung in die Forschung für ISAC gegeben und Anwendungsfälle werden diskutiert.  

Werner Diwald,Vorstandsvorsitzender Deutscher Wasserstoffverband

Das Energiesystem der Zukunft wird im Wesentlichen von witterungsabhängigen erneuerbaren Energie-Anlagen dominiert. Damit steigen die Herausforderungen an ein versorgungssicheres Wirtschaftssystem. Die Bundesregierung geht bereits heute davon aus, dass für die Gewährleistung der Versorgungssicherheit bis 2030 mind. 20 GW an Wasserstoffkraftwerken und Speichersysteme für grünen Wasserstoff von 35 TWh benötigt werden. 

Dabei geht es jedoch nicht nur um die sichere Stromversorgung, sondern auch um die gesicherte Versorgung der Unternehmen und Bürger mit Gütern jeglicher Art. Dieses kann nur mit einer Wasserstoff-Mobilität gewährleistet werden.

Dipl.-Ing. Konrad Riße, Max-Planck-Institut für PlasmaphysikTeilinstitut Greifswald

Die Energiegewinnung aus der Kernfusion bietet ein enormes Potenzial, es ist die einzige von
der Menschheit noch nicht genutzte Primärenergiequelle. Die Vorteile der Kernfusion: Der
Brennstoff ist weltweit verfügbar, die Fusion ist grundlastfähig und hat kein Potenzial für
katastrophale Havarien. Die Forschung konzentriert sich darauf, wie ein über 100 Mio °C
heißes Plasma mit ausreichender Dichte thermisch gut eingeschlossen werden kann. Der
magnetische Einschluss mit supraleitenden Magneten bietet hierfür die am besten erforschte
Lösung, die Trägheitsfusion gilt als eine weitere Option. Privat finanzierte Start-ups mit
ambitionierten Planungen versprechen einen schnellen Weg zum Fusionskraftwerk, doch
dieser Weg ist nicht weniger „steinig“.

Dipl.-Ing. Stephan Janeck, SWM – Stadtwerke München

Die Stadtwerke München betreiben in der Stadt München und teilweise im Münchner Umland die Strom-, Erdgas-, Fernwärme-, Fernkälte- und Trinkwasserversorgungsnetze, den öffentlichen Nahverkehr, die Münchner Bäder und die Telekommunikationsnetze. Ein zentrales Unternehmensziel stellt dabei die Versorgungssicherheit dar. Die darin geforderte Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit werden durch eine Vielzahl von Maßnahmen erreicht. So sind Maßnahmen des Umweltschutzes, der Dezentralisierung und Vielfalt von Erzeugungsanlagen, der Redundanz von Betriebsmitteln nur einige Bestandteile. Sollte es doch mal zu Störungen kommen, sind schnell verfügbare Bereitschaftsdienste, 24/7 besetzte Leistellen und erarbeitete Störungs- bzw. Kommunikationskonzepte die Grundlage einer schnellen Störungsbehebung oder Wiederversorgung.

Peter Spengemann, wpd windmanager GmbH & Co. KG

Beim Repowering von Windenergieanlagen werden kleinere Anlagen durch leistungsfähigere Windkraftanlagen ersetzt. Dies ist notwendig, da im Zuge der Energiewende in Europa Windkraft einen deutlich größeren Anteil an der Stromproduktion übernehmen soll.Im Rahmen des Vortrags wird die Planung und Umsetzung einer solchen Maßnahme beleuchtet.
Dazu werden die Besonderheiten aus Betreibersicht einer Repoweringstrategie, planerische Anforderungen und die energiepolitischen Zielsetzungen anhand konkreter Konzepte und Strategien dargestellt.
Abschließend wird ein Ausblick auf den übergeordneten deutschen und europäischen Rahmen gegeben.

M. Eng. Gerald Jacob, A. Eberle GmbH & Co. KG Nürnberg

Die Verteilnetze stehen vor großen Herausforderungen in Zeiten der Energiewende.

Um den aktuellen Zustand des Netzes in der Tiefe bewerten zu können und in Zukunft einpolige Erdschlüsse automatisiert isolieren zu können, setzen eine Vielzahl von Verteilnetzbetreibern auf den Ausbau digitaler Ortsnetzstationen. Der Vortrag behandelt zum einen die grundsätzliche Funktions- und Herangehensweise in der Erdschlussortung sowie mögliche Ortungsstrategien, Geräte und Messtechnik. Zum anderen zeigt er am konkreten Beispiel der digitalen Ortsnetzstation „FF-U 2.0“ des Verteilnetzbetreibers Netze BW die kommunikative Anbindung der Erd- und Kurzschlussanzeiger an Leitstelle, ein zentrales Patch- und Devicemanagement und einen MQTT basierten IoT Datenpool.

Dr.-Ing. habil. Matthias Sturm, TEAG Thüringer Energie AG

Die umwelt- und klimapolitischen Ziele in Deutschland und Europa bedeuten für die Energiewirtschaft einen fundamentalen Transformationsprozess zur Erreichung der bis 2045 umzusetzenden Treibhausgasneutralität. Die zentrale Frage für ein künftiges Gesamt-Energiesystem wird sein, aus welchem (erneuerbaren) Energiemix die perspektivischen Verbrauchssektoren bedient werden und wie dabei die Versorgungssicherheit und auch Bezahlbarkeit gewährleistet bleibt. Hier steht die Energieversorgung durchaus am Scheideweg, weil in dem Ringen um die volkswirtschaftlich optimale Lösung im Einzelfall verschiedene Szenarien und untereinander diverse antagonistische Versorgungsvarianten diskutiert werden. Eines der Themen ist hierbei die Zukunft der Gasnetze,  perspektivisch möglicherweise betrieben mit Wasserstoff und Biomethan.

Im Vortrag werden die Situation und die Entwicklung der Energieerzeugung, der Netze und des Energieverbrauches auch unter Berücksichtigung neuer bzw. erweiterter Versorgungsaufgaben dargestellt und deren Auswirkungen auf das Gesamtsystem diskutiert. Am konkreten Beispiel der Thüringer Energieversorgung wird hierbei beleuchtet, wie die TEAG-Gruppe – auch beispielhaft vertretend auch für andere Thüringer Versorger und Stadtwerke – mit den Herausforderungen umgehen und welche Schritte zur Umsetzung des Transformationsprozesses unternommen werden. Hierbei werden auch konkrete Projekte und Planungen von Erzeugungs- und Netzinfrastrukturen in der Thüringer Energieversorgung vorgestellt.

M. Sc. Johannes Anzeneder, Siemens AG, Siemens Deutschland

Unsere Energieverteilung wird immer komplexer. Große Potentiale für Einsparungen und Effizienzsteigerungen liegen vor allem im Bereich der Verbraucher- bzw. Niederspannungsebene. Hier braucht es einfache Lösungen, die den Herausforderungen der Netzdimensionen und Anzahl an Einspeise- und Entnahmestellen gewachsen sind. Erfahren Sie, wie integrierte Messtechnik es ermöglicht, die Energieverteilung nicht nur als reine Versorgungsfunktion zu betrachten, sondern als wertvolle Datenquelle für umfassende Erkenntnisse und Mehrwerte. Dabei sind es die einfachen und vielfältigen Möglichkeiten, die sich durch die Analyse und Auswertung dieser Daten ergeben und dazu beitragen, Effizienz zu steigern, Kosten zu optimieren und nachhaltige Entscheidungen zu treffen. Integrierte Messtechnik in Verbindung mit IoT bietet das Potential für einfach installierbare und intuitiv nutzbare Lösungen.

Energie-, Wärme- und Mobilitäts-Anforderungen im Rahmen der Energiewende - Lösungen bei einem Verteilnetzbetreiber in smarten Netzen im Zeitraum bis 2030

Dipl.-Ing. Dirk Sattur, Technischer Geschäftsführer Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH Halle

Netzdienliche Integration von Elektrolyseuren

Dr. Florian Lessing, Business Development Manager und techn.wiss.Experte der Wasserstofftechnologie, VDE Offenbach

Die ersten Elektrolyseanlagen sind am Netz, und es zeichnet sich immer deutlicher ab, dass ein Teil des Wasserstoffbedarfs auch in Deutschland produziert werden wird. Dazu ist die Ausrichtung der Elektrolyseanlagen auf den Bedarf und die Eigenschaften des Energiesystems notwendig, um Sektoren effektiv zu koppeln und Potenziale zu nutzen. In dem Vortrag werden die Möglichkeiten und Herausforderungen der Integration von Elektrolyseuren durch Flexibilität vorgestellt und deren Relevanz diskutiert. Insbesondere werden die verschiedenen Elektrolyse-Technologien beleuchtet, ihre relevanten Eigenschaften erläutert und Rahmenbedingungen, Geschäftsmodelle sowie die Möglichkeit der zukünftigen Integration der Elektrolyse in das Stromnetz diskutiert.

Wasserstoff und Kernenergie zur Schaffung künftiger Energiesicherheit – auch in Deutschland

Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Hurtado, Technische Universität Dresden

Sichere Energieversorgung, Verkehrswende, Energiewende, Fachkräftesicherung: Diese Themen werden derzeit sehr intensiv diskutiert und stellen uns vor bedeutenden Herausforderungen. In Deutschland soll ein beschleunigter Hochlauf von (wasserstoffbasierten) Klimaschutztechnologien für die Bereiche Energieeffizienz, Erneuerbare Energien, Elektrifizierung und Wasserstoff bis 2045 zur Treibhausgasneutralität führen. Ein dazugehöriger Wasserstoffhochlauf soll simultan, d. h. nicht konsekutiv erfolgen und dabei in allen Prozessen sowie in der Sektorenkopplung optimal ablaufen.
Dass wir in Deutschland, Europa und auch weltweit unseren Fokus vehement auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen einerseits sowie auf die stärkere Nutzung von Treibhausgas-Senken andererseits richten und daraus Handlungsmaßnahmen ableiten müssen, ist unstrittig. Hierzu sind nachhaltige Strategien heranzuziehen; Veränderungsstrategien sollten jedoch möglichst technologieoffen sein. Dieser Vortrag zeigt, weshalb Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität technologieoffener werden muss.
In den vergangenen vier Dekaden hat Deutschland in der Kraftwerkstechnik und beim Aufbau von komplexen Industrieanlagen exzellente Kernkompetenz aufgebaut. Umso wichtiger, dass im Rahmen der Umsetzung künftiger Strategien alle bisherigen Erfahrungswerte respektvoll einbezogen werden. Angesichts der künftigen Rolle der Kernenergie in nahezu allen Nachbarstaaten Deutschlands und eines gemeinsamen europäischen Verständnisses von Klimapolitik auf dem Weg zur Klimaneutralität stellt sich die Frage, wo der Europäische Gedanke bleibt.

Elektrotechnisches Design eines Linearbeschleuniger-Systems

Dr. Sven Müller, Siemens Healthcare GmbH Rudolstadt

Der Vortrag zum elektrotechnischen Design von Linearbeschleunigersystemen bietet eine umfassende Einführung in die Struktur von Linearbeschleunigersystemen, die in der onkologischen Therapie und industriellen Bildgebung Verwendung finden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Betrachtung des Systems sowie der detaillierten Funktionsbeschreibung der Hochfrequenzkette und des Pulsmodulators

Röntgenröhren und weitere Strahlerzeuger und deren Anwendung in der Technik

Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Spieß, beratend für FG ECG, Technische Universität Ilmenau

Das Röntgenspektrum enthält eine weitere wichtige Komponente, die charakteristische Strahlung. In der Röntgendiffraktometrie wird mit der Cu-Ka-Strahlung mit einer Energie von nur 8,04 keV gearbeitet. Die Intensität dieses Strahlungsanteiles ist aber ca.
25 – 35 größer als die Intensität vom Bremsspektrum bei der gleichen Energie.
In geeigneten Anlagen wechselwirkt diese monochromatische Strahlung mit der Kristallstruktur. Mit der Braggschen Gleichung lassen sich damit Änderungen in den Atomabständen im Pico- und Sub-Picometerbereich sicher messen, dies wird schon seit 1916 praktiziert.
In der technischen Radiographie wird Strahlung mit Energien bis zu 7 MeV eingesetzt (Medizin max. 150 keV). Damit lassen sich sehr große Bauteile, wie Fahrzeuge oder Flugzeuge, untersuchen.

Der direkteste Weg, um mit Licht Brennstoffe herzustellen; die künstliche Photosynthese

Univ.-Prof. Dr. rer. nat. habil. Thomas Hannappel,Technische Universität Ilmenau

Die Halbleitertechnologie sowie die regenerative Energieversorgung sind von größter Bedeutung in Gesellschaft und Wissenschaft. In beiden Anwendungsfeldern erreicht man beste Leistungsmerkmale mit sogenannten III-V-Verbindungshalbleitern. Sie zeigen exzellente Eigenschaften und Rekordwerte sowohl bei Solarzellen wie auch bei der direkten solaren Wasserstofferzeugung oder der solaren Brennstofferzeugung durch CO2-Reduktion. Die Möglichkeiten, der Mechanismus und die offenen Fragen, um auf dem direktesten Weg mit Hilfe von Sonnenstrahlung für uns nutzbare chemische Energieträger bereitzustellen, werden diskutiert.

Mamut Projekt Deutsche Energiewende – Beschleunigte Genehmigungsverfahren im Leitungsbau und beschleunigte Umsetzung der Vorhaben. Ein Blick in die Werkstatt

Dipl.-Ing. Klaus Deitermann, TenneT TSO GmbH, Programm Direktor Nord, Bayreuth

„Die Präsentation „Mammut Projekt Deutsche Energiewende“ – Beschleunigte Genehmigungsverfahren im Leitungsbau und Umsetzung der Vorhaben. Ein Blick in die Werkstatt.“ von Herrn Klaus Deitermann, Programmdirektor bei der TenneT TSO GmbH, hat Folgendes zum Gegenstand: Nach einer Vorstellung des Unternehmens TenneT wird auf den Prozess zur Erstellung, Konsultation und legislativen Verankerung des aktuellen Netzentwicklungsplans (NEP) Strom 2037/45 eingegangen. Ausgehend vom aktuellen NEP werden Spezifika der Energieinfrastruktur beleuchtet sowie das Zielnetz im Unternehmensbereich der TenneT und in der ganzen Bundesrepublik beschrieben. Hier werden auch aktuelle Beschleunigungsbemühungen einbezogen. Den anschließenden Hauptfokus der Präsentation bilden organisatorische, gesetzliche und technische Herausforderungen und Chancen auf dem Weg zum Energie-Zielnetz in 2037/45.

Anwendung der Mikrosystemtechnik unter Nutzung von miniaturisierten Sensoren zur Erfassung der Kinematik der Wirbelsäule in intelligenten Textilien

Dipl.-Ing. Thomas Helbig, Technische Universität Ilmenau

Mit der fortschreitenden Entwicklung und Miniaturisierung aller Arten von Sensoren ergeben sich stetig neue Möglichkeiten, diese in Stoffe oder Kleidungsstücke zu integrieren und damit innovative Produkte zu schaffen. Solche mit elektronischen Geräten oder Funktionen ausgestatteten sogenannten intelligenten Textilien (engl. smart clothes) werden in Zukunft unser alltägliches Leben verändern.
In diesem Vortrag wird die Entwicklung eines intelligenten T-Shirts zur Erfassung der Kinematik der Wirbelsäule am Fachgebiet Biomechatronik der TU Ilmenau nacherzählt. Mit dieser konnte ein studentisches Team 2022 den Competition of Students in Microsystems Applications vom Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik gewinnen und 2023 auf dem International Contest of Innovation iCAN in Kyoto, Japan einen hervorragenden zweiten Platz erreichen.
Von der Idee über die biomechanischen und technischen Grundlagen bis hin zur Realisierung eines Prototyps zeigen sich die Herausforderungen und Chancen bei der Entwicklung solcher Systeme.
Dipl.-Ing. Thomas Helbig hat das Projekt als universitärer Betreuer der Studierenden angeleitet und begleitet. Er verfügt über jahrelange Erfahrungen bei biologisch inspirierten Entwicklung technischer Systeme für die Biologie und/oder Medizin.

Quantum Computing and Electromobility: Optimizing Charging Schedules with Uncertainties

Dr.-Ing. Steve Lenk, Fraunhofer IOSB Ilmenau

Zu Beginn wird es eine kurze Einführung ins Thema Quantencomputing und in die verschiedenen Arten von Quantencomputern geben. Danach wird das Thema klassische Optimierung mit Quantencomputern eingeführt und an einem Anwendungsfall aus dem Gebiet der Elektromobilität die einzelnen Schritte zur Umsetzung erläutern. Bei dem Anwendungsfall handelt es sich um ein Problem zur optimalen Beladung von Servicefahrzeugen am Flughafen Erfurt-Weimar, bei welchem die Energie der eigenen Photovoltaikanlage genutzt werden soll. Die möglichen Vorteile und die derzeitigen Nachteile des Quantencomputings werden anhand des Beispiels erklärt und offenen Forschungsfragen aus dem Bereich der Optimierung mit Unsicherheiten andiskutiert.

Höherauslastung von Netzen durch Assistenzsysteme in modernen Leitwarten

Dr.-Ing. Steffen Schlegel, Technische Universität Ilmenau

Mit der steigenden Anzahl von Markteingriffen durch Netzbetreiber, den sogenannten Redispatch, ergibt sich der Bedarf der Höherauslastung von Netzen. Um die Höherauslastung unter sicheren Bedingungen gewährleisten zu können, brauchen Netzbetreiber Assistenzsysteme, die zum einen in der Entscheidungsunterstützung zum anderen in Systemautomatiken angesiedelt sind. Im Vortrag wird im speziellen auf das Konzept der kurativen Netzführung eingegangen und dargestellt, welche Erweiterung sich daraus in den Leitwarten der Netzbetreiber ergeben.    

Reiko Sänger, Director European Sales, MICATU

Die Stromnetze unterliegen drastischen Veränderungen, die noch zunehmen werden. In diesem Vortrag wird beleuchtet, was Stand der Mess-Technik war/ist, welche Auswirkungen die Energiewende auf die Messtechnik hat und was die bessere Alternative ist.
Ein seit langem bekanntes Grundprinzip hat die Kinderschuhe abgelegt und den Weg in die industrielle Verfügbarkeit gefunden – nun gilt es, dieses Wissen zu verbreiten und den Netzausbau endlich voranzubringen, denn ohne diesen kann die Energiewende nicht gelingen.

Dr. Sven Müller, Siemens Healthcare GmbH Rudolstadt

Der Vortrag gibt eine Einführung in den Aufbau von Linearbeschleunigern.
Diese Beschleuniger werden in der onkologischen Therapie und der industriellen Bildgebung verwendet.
Der Schwerpunkt des Vortrags ist die mathematisch, physikalische Beschreibung eines Beschleunigers und die technische Auslegung des Designs.
Des weiteren wird ein Überblick der fertigungstechnischen Herstellungsprozesse gegeben.

apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Keller, Technische Universität Ilmenau

Die Wechselwirkungen der Röntgenstrahlen mit dem durchstrahlten menschlichen Körpergewebe und mit dem Bildwandler generieren Anforderungen an die Parameter des mit der Röntgenröhre erzeugten Nutzstrahlenbündels. Mit zwei technischen Entwicklungssprüngen wurden die heute nutzbaren  Parameter erreicht: Die Elektronenröhren mit Glühkathode erlaubten erstmalig eine getrennte Einstellung von Hochspannung und Strom. Die strahlungsgekühlten Hochtemperatur-Drehanodenröhren ermöglichten kurze Aufnahmezeiten. Vor allem der letzte, entscheidende Schritt soll als ingenieurwissenschaftliche Lösung vorgestellt werden.

Prof. Dr.-Ing. Ronald Plath, Technische Universität Berlin

Im Rahmen der Energiewende entstehen in Deutschland zur Zeit HGÜ-Übertragungssysteme außerordentlicher Länge, die oft als „Korridorprojekte“ (A-Nord, Ultranet, SuedLink und SuedOstLink) bezeichnet werden. Diese Systeme dienen insbesondere zum Energieaustausch der Windenergie (vorwiegend im Norden, onshore und offshore) mit den Lastschwerpunkten und den Solaranlagen (vorwiegend im Süden). Erstmals weltweit werden diese Systeme größtenteils als HVDC 525 kV kunststoffisolierte Erdkabel ausgeführt. Die Inbetriebnahme dieser Kabel wird aktuell in den Jahren 2027-2030 erwartet. Der Vortrag geht kurz auf den aktuellen Stand der deutschen Korridorprojekte ein, widmet sich dann dem Verhalten von Polymerisolierungen unter dem Einfluss hoher Gleichspannungen und schließt mit den besonderen Herausforderungen an die Inbetriebnahmeprüfungen gemäß der Norm DIN IEC 62895:2019.

Prof. Dr.-Ing. habil. Hannes Töpfer, Technische Universität Ilmenau

Quantentechnologien sind derzeit in aller Munde. Kaum eine Woche vergeht, in der nicht in Elektronik- und Technologieportalen Mitteilungen über neue Ergebnisse, Entwicklungen, Trends oder Erwartungen kommuniziert werden. Die zugrundeliegenden Forschungsaktivitäten an Universitäten, in den Forschungsabteilungen großer Unternehmen oder in wissenschaftlichen Instituten laufen auf Hochtouren. Nach Jahren der Suche nach geeigneten physikalischen Strukturen zur praktischen Umsetzung von Quanteninformationstechnik ist der Stand des Erreichten so, dass die Schwelle zur Anwendbarkeit erreicht bzw. überschritten scheint. Konkret geht es um die Domänen Quantensensorik, Quanten-Computing und Quantenkommunikation.  Für die praktische Umsetzung haben sich supraleitende oder optische Komponenten als besonders erfolgsversprechend herausgestellt. Wegen der in Thüringen zu beiden Varianten bestehenden langjährigen Expertise hat sich 2021 der Quantum Hub Thüringen formiert, in welchem auch forschende Teams der TU Ilmenau Detailfragen zur Systemintegration betreiben.

Herr Konstantin Konson, IBM Böblingen

Im Vortrag wird ein Überblick über Motivation, Entwicklung und Perspektiven von Quantum Computing vermittelt. Die prinzipielle Funktionsweise des Quantum Computers wird erläutert. Anschliessend wird eine Live-Demo mit IBM Quantum präsentiert.

• Einführung Quantum Computing
• Was brauchen wir, um Fortschritt in Quantum Computing zu sichern (incl. Highlights Deutschland)
• Zukunftsblick Quantum Computing – Neuigkeiten in der IBM Quantum Roadmap
• Neue Initiativen um Industrie auf Quantum vorzubereiten „Quantum Safe“ & „Quantum Accelerator“

Dr.-Ing. Ralf Petri, VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik, Informationstechnik e.V. Offenbach

• Green Deal, Zero 2050 und die Zukunft der Mobilität: Welche Erwartungen haben Politik und Wirtschaft an die Antriebstechnologien der Zukunft (Batterie, Brennstoffzelle, E-Fuels) und teilen sie die gleiche Auffassung?
• Wie kann Deutschland angesichts der Konkurrenz aus den USA und China seinen Spitzenruf als Wirtschafts- und Technologienation halten, Arbeitsplätze sichern und gleichzeitig die Bevölkerung mitnehmen?
• Der VDE hat hierzu erstmals die Einschätzungen und Erwartungen von Meinungsführenden aus der Politik (parteienübergreifend) und der Wirtschaft (bspw. Autohersteller, OEMs, Zulieferer und Energieversorger) eingeholt.

Die Hauptbotschaft: Nur mit einem intelligenten, technologieoffenen Mix aus allen verfügbaren klimaneutralen Antriebstechnologien – Batterie, Brennstoffzelle und E-Fuels – kann das ambitionierte Klimaziel der EU „Zero Emission“ erfüllt werden.

Prof. Dr. Rik W. De Doncker, RWTH Aachen

Moderne Leistungselektronik ist in allen Bereichen des täglichen Lebens vertreten. In Handys, elektrischen Zahnbürsten, Elektroautos, Ladegeräten, PV-Wechselrichtern, Wind Turbinen, im Stromnetz und vielen weiteren Anwendungen ermöglicht Leistungselektronik eine effiziente und steuerbare Leistungsübertragung. Inbesondere bei Anwendungen in Stromnetzen ergeben sich hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit, da für eine sichere Versorgung hohe Betriebsdauern und geringe Ausfallraten erreicht werden müssen. Die nächste Generation der Leistungselektronik ist für diese Anwendungen bestens geeignet, da geringe Verluste, lange Lebensdauern und eine Online-Zustandserfassung einen zuverlässigen Betrieb ermöglichen und somit eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende darstellen. 

Dr. rer. nat. Jan Schnabel, Fraunhofer Institut für Produktonstechnik und Automatisierung IPA

Durch den rapide voranschreitenden technischen Fortschritt von Quantencomputing-Architekturen wird es zunehmend wichtiger, potenzielle Anwendungsgebiete dieser neuen Technologie zu evaluieren sowie Quantenalgorithmen neu- und weiterzuentwickeln. Parallel dazu ist durch die Klimakrise Wasserstoff als einer der Hauptenergieträger in aller Munde. Um allerdings den Energiebedarf zu decken, werden Hochleistungselektrolyseure im Gigawattbereich benötigt, wozu unter anderem es auch Fortschritte in der Materialforschung zum Auffinden geeigneter Elektrolysematerialien erfordert.
Der Vortrag wird sich im Superpositionszustand beider zukunftsweisenden Forschungsfelder bewegen und mit konkretem Anwendungsbezug aufzeigen, inwiefern quantengestütztes Maschinelles Lernen und Quantensimulationen die Wasserstoffforschung gewinnbringend ergänzen können. Im Zuge dessen werden zunächst allgemein die Paradigmen des Quantencomputings eingeführt, bevor verschiedene Aspekte des Quantum-Machine-Learnings beleuchtet und in einem Einblick Quantensimulationen diskutiert werden. Hierdurch bietet der Vortrag eine recht breitgefächerte Einsicht in verschiedene aktuell beforschte Themenfelder.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Technische Universität Braunschweig

Im Rahmen der Energiewende wird der Anteil der Erneuerbaren Energien (EE) bis 2030 auf möglichst 80% am Strommix erhöht. Schon heute kommt es in Deutschland stundenweise zu Verhältnissen, wo die Erzeugung aus EE die Last übersteigt. Dies bedeutet, dass Systemdienstleistungen zu Stabilisierung des Stromnetzes (z. B. Regelleistung, Blindleistung, Momentanreserve), die traditionell aus fossilen Kraftwerken erbracht wurden, jetzt von beispielsweise Photovoltaik- und Batterieanlagen kommen müssen. Der Vortrag gibt einen Überblick über die aktuellen technischen Möglichkeiten und die Handlungsbedarfe auf wissenschaftlicher, regulatorischer und wirtschaftlicher Seite.   

Dipl.-Ing. Stephan Schulz, 50Hertz Transmission GmbH

Die Systemstabilität des Stromsystems beruhte maßgeblich auf der Kopplung von den Massen der Synchronmaschinen mit dem Netz. Mit dem Wandel des Stromsystems von großen Stromerzeugern allein, über die Integration von vielen verteilten Stromerzeugern hin zu einer nahezu vollständigen Dezentralisierung wird die Sicherstellung der Systemstabilität zum Gemeinschaftswerk aller am Netz angeschlossenen Anlagen. Über die europäischen Network Codes, nationalen Anschlussregeln und spezifischen Anschlussbedingungen wird sichergestellt, dass die Anlagen die notwendigen Voraussetzungen mitbringen, um Systemdienstleistungen zu erbringen. Der Vortrag wird einen Überblick über die Regelungen und deren Entwicklungen geben, die für die Systemstabilität notwendigen Systemdienstleistungen kategorisieren und versuchen an einem Beispiel das Zusammenspiel der Systemdienstleistungen darzustellen.

Dipl.-Ing. Axel Roll, Neways Technologies GmbH Erfurt

Wie Medizingeräte entwickelt werden, ist stark durch Normen und Standards reglementiert.
Es wird beleuchtet welche normativen Anforderungen bei der Entwicklung von Medizingeräten gelten und in welchem Zusammenhang sie zueinanderstehen. Es wird gezeigt wie diese nicht nur die Entwicklung selbst sondern vor allem die Dokumentation beeinflussen. 

Dr.-Ing. Christian Bornkessel, Technische Universität Ilmenau, Institut für Informationstechnik, Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Der derzeitige Aufbau des 5G-Mobilfunknetzes wird in Teilen der Bevölkerung wegen möglicher gesundheitsschädigender Effekte mit Sorge betrachtet. Ursachen sind hier fehlende oder falsche Informationen zu den durch Mobilfunk-Basisstationen hervorgerufenen Immissionen und deren biologische Wirkungen auf den Menschen.

Im Vortrag sollen folgende Aspekte diskutiert werden:

Wo tritt im Mobilfunknetz elektromagnetische Strahlung auf?
Wie groß ist sie?
Wie werden Grenzwerte für Mobilfunkstrahlung gebildet?
Wie ist der Forschungsstand zu biologischen Wirkungen?

M.Sc. Diana Zahn, Technische Universität Ilmenau, Institut für Biomedizinische Technik und Informatik

Magnetische Nanopartikel bieten dank ihrer einzigartigen Eigenschaften vielfältige innovative Einsatzmöglichkeiten in der Medizin. Der Vortrag gibt einen Einblick zum Einsatz der Nanopartikel in Mikrosphären für therapeutische Wärmebehandlungen (Hyperthermie), die gezielte Freisetzung von pharmakologischen Wirkstoffen und die Separation von Pathogenen. Es werden aktuelle Forschungsarbeiten am Institut BMTI der TU Ilmenau rund um das Thema magnetische Nanopartikel und Mikrosphären vorgestellt und Aspekte beleuchtet, wie die nötige Anpassung und Optimierung der Mikrosphären an das jeweilige Anwendungsszenario erreicht werden kann.

Dipl.-Ing. Frank-Helmut Wehner, Microgrid Special Sales Nordics&Baltics, DACH, CEEI, Digital Energy Division, Energy Management Business Schneider Electric Operations Consulting GmbH

Die Energielandschaft unterliegt zurzeit dem größten Wandel der letzten 100 Jahre. Gleichzeitig ist politisch gewollt, dass sich Verbraucher zu sogenannten Prosumenten wandeln und aktiv am Energiemarkt beteiligt sind. Microgrids sind Energiesysteme an einem Endverbraucher-Standort und bestehen aus verteilten lokalen Erzeugungseinrichtungen, Speichern und Lasten. Mit ihrer Hilfe werden die Endverbraucher befähigt, ihre Energieressourcen so zu orchestrieren, dass den Verbrauchern die kostengünstigste und grünste Energie, die möglich ist, bereitgestellt wird. Darüber hinaus helfen diese, die Resilienz der Energieversorgung zu verbessern und ggf. einen Betrieb auch bei einem Netzausfall aufrecht zu erhalten. Gleichzeitig bieten sie die Möglichkeit, vorhandene Flexibilitäten zu vermarkten.

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Friedrich Schiller University Jena, Center for Energy and Environmental Chemistry Jena (CEEC Jena)

Organische Materialien, insbesondere organische Polymere, die als aktive Materialien in Batterien eingesetzt werden, sind derzeit ein intensiv untersuchtes Forschungsthema. Die Verwendung dieser Materialien stellt einen vielversprechenden Ansatz unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit, z. B. durch niedrigere Temperaturen bei der Herstellung sowie der Vermeidung von toxischen Elementen und Substanzen sowie von Schwermetallen, der Verarbeitbarkeit, z. B. durch druckbare Batterien, sowie der Leistung, z. B. durch eine hohe Leistungsdichte (Schnellladefähigkeit),dar. 
Herr Prof. Dr. Schubert zeigt in seinem Vortrag auf, was wir in Deutschland dazu praktisch bereits erreicht haben.

Carsten Wolff, Vice President High Voltage Projects, NKT GmbH & Co. KG Kölln

Im Rahmen der Energiewende ist ein beschleunigter Ausbau der elektrischen Netzinfrastruktur erforderlich. Neben vorhandenen konventionellen Lösungen bieten sich insbesondere sehr kompakte supraleitende HTS-Hochleistungskabelsysteme als neue Lösungen an, die Kernthema des Vortrages sind. Heutige HTS-Hochleistungssysteme sind für den Einsatz in Hochspannungsnetzen geeignet (z.B. 110 kV) und bieten die Möglichkeit, eine Leistung von 500 MVA zu übertragen. Diese verlustarme Übertragung bei sehr kompakten Abmessungen ist eine Erweiterung der Toolbox und adressiert eine nachhaltige Lösung mit geringerem Einfluß auf die Stakeholder.

Dipl.-Ing. Stefan Kämpfer, Phoenix Contact Deuschland GmbH Blomberg, Industriemanagement Energie

Der fortschreitende Ausbau der erneuerbaren Energien führt zur weiteren Dezentralisierung und Volatilität in der elektrischen Energieversorgung. Die Energiewende findet somit zu einem Großteil im Verteilnetz statt. Gleichzeitig digitalisiert sich der Netzbetrieb zunehmend. Um den Herausforderungen in den Mittel- und Niederspannungsnetzen zu begegnen, finden digitalisierte Ortsnetzstationen immer weitere Verbreitung. Des Weiteren wurde in den aktuellen VDE-Anwenderregeln den Anforderungen an den Netzanschluss Rechnung getragen.  
Der Vortrag stellt beide Bausteine in den folgenden Schwerpunkten vor:

• Hintergründe und Historie
• Digitalisierung im Verteilnetz
• Konzepte digitalisierter Ortsnetzstationen
• Grundlagen und Anforderungen für Kundenstationen aus der Anschlussregel VDE AR-N-4110
• Konzepte und Systemlandschaft für den zukunftsfähigen Betrieb
• Technische Lösungen
   

Dipl.-Ing. Eric Markweg, VP Innovation Management, avateramedical Mechatronics GmbH

„avatera ist der Name des ersten deutschen Systems, welches Ärzten und Patienten den Zugang zu den Vorteilen minimal-invasiver, robotisch-assistierter Chirurgie ermöglichen wird. Basierend auf dem aktuellen Stand der robotergestützten Chirurgie wurde das avatera-System exakt auf die Bedürfnisse seiner Nutzer zugeschnitten und ermöglicht somit ein Höchstmaß an Komfort, einfache Kommunikation im Hörsaal und präzises, sicheres Operieren.“  

Abert, P.; Dr. Veit Zöppig, CTO, MOTEON GmbH Ilmenau

Einleitend wird das Arbeitsgebiet “Regelung von Elektromotoren in mobilen Systemen” vorgestellt und aktuelle Herausforderungen, die sich aus den Umwälzungen der Automobilindustrie (alternative Antriebe, neue Geschäftsmodelle, neu E/E-Architektur) ergeben.Speziell wird auf die Prozesse und Methoden in der Funktions- und Softwareentwicklung eingegangen.
In einem zweiten Teil teilen wir die Sicht eines Berufsanfängers in diesem Bereich, insbesondere mit einem Blick auf Dinge, die er heute benötigt und ob und wie diese in seiner Ausbildung an der TU Ilmenau berücksichtigt wurden.

M.Sc. Maximilian Schima, Technische Universität Ilmenau, Institut für Elektrische Energie und Steuerungstechnik

Um die Netze der Zukunft, z.B. DC-Microgrids, sicher betreiben zu können, müssen Erzeuger, Speicher, Anlagen und Verbraucher zuverlässig zu- und abgeschaltet werden. Hier können mechanische, hybride und leistungselektronische Schaltgeräte zum Einsatz kommen. Diese müssen in Zukunft größere Leistungen noch schneller als bisher zuverlässig schalten können. An allen drei Schaltprinzipien wird momentan geforscht. Im Verbundprojekt „FASS – fast and selective switching“ wird beispielsweise das Lichtbogenlaufverhalten in mechanischen Schaltgeräten bei kleinen Kontaktabständen untersucht.

Prof. Dr.-Ing. Peter Bretschneider, Technische Universität Ilmenau, Institut für Elektrische Energie und Steuerungstechnik,
Sebastian Flemming (Senior Scientist) Institutsteil Angewandte Systemtechnik AST des Fraunhofer IOSB

Zum Gelingen der Energiewende können Quartiersenergiekonzepte einen wichtigen Betrag leisten, um lokale Energieressourcen effizient und gezielt zu nutzen. Eine auf lokalen erneuerbaren Energiequellen beruhende sektorenübergreifende Energieversorgung im Quartier, kann bei der Transformation hin zu einem CO₂-neutralen Gesamtenergiesystem einen wichtigen Baustein darstellen. Eine wesentliche Voraussetzung für diese Transformation ist die Nutzbarmachung von Flexibilitätspotenzialen zur Anpassung des sektorenübergreifenden Energieverbrauchs an die fluktuierende Energiebereitstellung erneuerbarer Quellen. Im Rahmen des Vortrags werden unterschiedliche Betriebsführungsansätze für Wohnquartiere in Verbindung mit Nutzungsmöglichkeiten von Flexibilitätsoptionen am Beispiel eines realen Quartiers dargestellt, verglichen und bewertet.

Alternative Antriebe für den Schienenverkehr 

Dipl.-Ing. Jan-Thomas Walther, DB Energie GmbH Frankfurt am Main, Netz- und Systemtechnik (I.ETZ3)

Die Bahnelektrifizierung stellt einen wichtigen Meilenstein in der Verkehrswende dar. Die Hauptachsen des europ. Eisenbahnnetzes sind weitestgehend elektrifiziert. Auf den weniger belasteten Nebenstrecken und Elektrifizierungslücken sind schnelle (Zwischen-)Lösungen ohne lange und kostenintensive Planungs- und Bauprozesse von der Öffentlichkeit gefordert. Derzeit werden in Deutschland eine Reihe von Projekten mit Fahrzeugen mit elektr. Batterieantrieb oder Wasserstoffantrieb realisiert, für die auch eine besondere Versorgungsinfrastruktur aufgebaut werden muss. Dabei ergeben sich für die Industrie und die Betreiber völlig neue Herausforderungen bei der Sicherstellung eines hochverfügbaren und  sicheren Betriebes und der Gewährleistung der Systemkompatibilität zwischen Fahrzeugen, stationärer Versorgungsinfrastruktur und der Sicherungs- und Signaltechnik entlang der Strecke.

Prof. Dr.-Ing. Markus H. Zink, Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt, I·E·H·T Institut für Energie- und Hochspannungstechnik

Spätestens seit dem Krieg in der Ukraine gewann die Energiepolitik im Allgemeinen und die Energiewende im Speziellen bei uns enorm an Aufmerksamkeit. Es wurde allen schlagartig bewusst, wie abhängig wir von einer zuverlässigen Energieversorgung sind und wie unsere Energietechnik aufgebaut ist. Dieser Vortrag soll das Thema Energietechnik möglichst umfassend beleuchten und insbesondere die Dimensionen, um die es geht, greifbar machen und durch aktive Mitmach-Fragen bei den Hörern „Aha-Erlebnisse“ produzieren.