Projekthintergrund und Projektziele
Das Vorhaben „innovative Luftgestützte Urbane Mobilität“ (i-LUM) wird durch die Landesforschungsförderung Hamburg im Rahmen der HamburgX-Projekte gefördert. Die übergeordnete Zielsetzung des i-LUM Verbundvorhabens ist die Erarbeitung und Bewertung der Umsetzbarkeit von innovativen Konzepten und Technologien zur luftgestützten urbanen Mobilität für die Metropolregion Hamburg in zukünftigen Szenarien (2040/2050). Es ist das Ziel des Verbundes, durch eine integrierende Betrachtungsweise von Vehikeln, den bord- und bodenseitigen Führungs- und Informationssystemen, den Betriebsinfrastrukturen, sowie Nachfrage- und Geschäftsmodellen eine wissenschaftliche Exzellenz auf der Gesamtsystemebene „Urbane Mobilität und Transport-forschung“ aufzubauen. Zudem werden im Vorhaben Fragen des Arbeitsmarktes (Veränderungen, Qualifikationen) und der gesellschaftlichen Akzeptanz mittels der Sozialforschung eruiert, juristische Aspekte der Umsetzbarkeit hinterfragt sowie die Skalierbarkeit der Konzepte beleuchtet.
An der Professur für Elektrische Energiesysteme soll ein Energiemanagement-System für ein neuartiges Lufttransportkonzept in der Metropolregion Hamburg konzeptioniert werden. Dies wird einen netzverträglichen bzw. netzdienlichen und gleichzeitig sicheren und wirtschaftlichen Betrieb des Gesamtsystems ermöglichen.
Im ersten Schritt wird durch eine umfassende Recherche eine Analyse der bestehenden Lösungskonzepte durchgeführt. Darüber hinaus werden charakteristische Größen von möglichen Flugobjekten bestimmt, um die vehikelseitigen Restriktionen für das Energiemanagement zu ermitteln. In Kooperation mit der Nachfragemodellierung sowie der Luftraumorganisation wird dann eine Systemsimulation aufgebaut, mit deren Hilfe unterschiedliche Managementsysteme, Lade/Tank-konzepte und Vertiportarchitekturen simuliert werden können. Ein entscheidender Aspekt ist dabei die Integration in die bestehende Infrastruktur (Strom- /Gasnetz/ Logistik) zur Bereitstellung der Energie in der geforderten Form. Weiterhin werden die notwendigen Parameter und Messgrößen definiert, die über ein Kommunikationsprotokoll zwischen dem zentralen Managementsystem und den Flugobjekten ausgetauscht werden müssen, um den Betrieb zu ermöglichen.
Resultat der Untersuchungen ist ein optimiertes Energiemanagement-System, sowie ein konkreter Anforderungskatalog für die Vehicle-to-Ground-Kommunikation. Des Weiteren werden geeignete Vertiportarchitekturen zur effizienten Energieversorgung bestimmt. Alle Ergebnisse fließen in das Gesamtmodell mit ein.
Projektpartner und Arbeitspakete
Quellen
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A Systematic Review of Ground-Based Infrastructure for the Innovative Urban Air Mobility
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Mavraj, G.; Fu, Y.; Avdevičius, E.; Schulz, D.
Analyse von Energieverbrauchsmodellen für elektrisch betriebene Transportdrohnen,
In: Hamburger Beiträge zum technischen Klimaschutz – Analyse, Digitalisierung und Flexibilisierung von Energiemärkten, Elektromobilität, Sektorenkopplung, Elektroenergienetzen und Wasserstoffsystemen,
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Fu, Y.; Mavraj, G.; Mujanovic, A.; Plenz, M.; Schulz, D.
Hochlaufszenarien und elektrischer Leistungsbedarf von Lufttaxis und Paketdrohnen in der Metropolregion Hamburg,
In: Hamburger Beiträge zum technischen Klimaschutz – Stand der Technik und Digitalisierung bei integrierten Energiesystemen, Sektorenkopplungs- und Mobilitätstechnologien,
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr, Professur für Elektrische Energiesysteme, Hamburg, Dezember 2021,
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Dietmannsberger, M.; Meyer M.; Schumann, M.; Schulz, D. (Hrsg.)
Anforderungen an das Stromnetz durch Elektromobilität, insbesondere Elektrobusse, in Hamburg,
Metastudie Elektromobilität, Hamburg Dezember 2016, Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr, Professur für Elektrische Energiesysteme, ISBN 978-3-86818-095-4
Eskander, M.; Jahic, A.; Müller, T.; Zeun, N.; Leuning, F.; Burkhardt, J.; Klingenberg, H.; Schulz, D.
Beeinflussung der Übertragbarkeit der Ladeinfrastruktur von Busbetriebshöfen in Hamburg auf andere Städte,
In: Hamburger Beiträge für den technischen Klimaschutz,
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr, Professur für Elektrische Energiesysteme, Hamburg, Oktober 2019,
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Jahic, A.; Eskander, M.; Burkhardt, J.; Klingenberg, H.; Schulz, D.
Konzepte für das Lastmanagement auf großen Busbetriebshöfen,
In: Hamburger Beiträge für den technischen Klimaschutz,
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr, Professur für Elektrische Energiesysteme, Hamburg, Oktober 2019,
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Jahic, A.; Eskander, M.; Schulz, D.
Bus Depot Simulator: Steady-State Python and DigSILENT Co-simulation for Large-Scale Electric Bus Depots,
In: NEIS 2019, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, Hamburg, Germany, 19-20 September 2019, IEEE Conference,
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Jahic, A.; Eskander, M.; Schulz, D.
Preemptive vs. non-preemptive charging schedule for large-scale electric bus depots,
In: IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT-Europe), Bucharest, Romania, 2019. DOI: 10.1109/ISGTEurope.2019.8905633
Jahic, A.; Eskander, M.; Schulz, D.
Charging Schedule for Load Peak Minimization on Large-Scale Electric Bus Depots
Applied Sciences, 9(9), 1748, 2019, DOI: 10.3390/app9091748
Vorarbeiten
Wissenschaftliche Begleitforschung zum Aufbau von Ladeinfrastrukturen auf Busbetriebshöfen
Electrify Buildings for EVs (ELBE)
Ansprechpartner
Prof. Dr.–Ing. habil. Detlef Schulz (Teilprojektleiter)
Fakultät für Elektrotechnik
Elektrische Energiesysteme
Letzte Änderung: 23. Februar 2023