Forschung

Brennstoffzellensysteme

Brennstoffzellen sind Energiewandler und wandeln die chemische Energie des kontinuierlich zugeführten Brennstoffs und des Oxidationsmittels Sauerstoff direkt in elektrische Energie um. Bei der in der Brennstoffzelle ablaufenden chemischen Reaktion finden die Elektronenabgabe des Brennstoffs und die Elektronenaufnahme des Oxidationsmittels örtlich voneinander getrennt statt. Der Elektronenaustausch erfolgt über einen externen elektrischen Kreis, in dem elektrische Arbeit verrichtet wird.

Die Professur für Regelungstechnik befasst sich mit der Entwicklung von Betriebsstrategien für Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Brennstoffzellen und integrierten PEM-Brennstoffzellensystemen für den mobilen und stationären Einsatz. Sie verfügt dazu über einen Prüfstand, der bei einer maximalen elektrischen Leistung von 5KW betrieben werden kann. Der Prüfstand ermöglicht die experimentelle Untersuchung von PEM-Brennstoffzellen zur mathematisch-physikalischen Modellbildung und zur Überprüfung von Regelungsstrategien, die unter variablen Betriebsbedingungen durchgeführt werden können.

Aktuell laufen Arbeiten zum Einsatz von modellprädiktiven Regelungen (MPC) in diesem Anwendungsfeld. Für weitere Informationen kontaktieren sie bitte Herrn M.Sc. Andreas Cloppenborg.


Mobile Roboter

Aktuell laufen in diesem Bereich vier öffentlich geförderte Forschungsprojekte und ein eigenfinanziertes Projekt an der Professur. Bei letztgenanntem wird die Schwarmkoordination vor dem Hintergrund eines Algorithmus zur Quellfindung am Beispiel mehrerer Bodenroboter untersucht. Verantwortlich hierfür ist Marcus Gronemeyer.

In dem Verbundvorhaben KI-Inspektionsdrohne wird ein gesamtheitliches System eines UAS zur Schadensdetektion und -bewertung von äußeren Strukturen entworfen. Der technische Entwurf soll ausgehend von aktuellen Instandhaltungsanforderungen, über das Gesamtsystemdesign bis zu einer ersten prototypischen Umsetzung erfolgen. Das Gesamtsystem soll befähigt sein, vorausschauend den eigenen Flug zu planen, die Inspektionsdaten KI-gestützt auszuwerten und automatische Schlussfolgerungen zu ziehen. Im Rahmen des Vorhabens sollen weitere Anwendungsfälle, wie z.B. die Inspektion von Luftfahrzeugen, geprüft und umgesetzt werden. Hier liegt der Fokus im ersten Schritt auf dem „Blitzschlag“. Dieses Schadensbild kommt in der Praxis häufig vor. Die Inspektion soll hier zunächst im Halleninnenbereich stattfinden. Dadurch sind Umwelteinflüsse sowie rechtliche Rahmenbedingungen, speziell im Flughafenbereich, kalkulierbarer. Zudem soll die Erweiterung auf den Außenbereich geprüft werden.  Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert,  durch Daniel Dose und Mark Tappe bearbeitet und läuft bis Ende 2021.

Das Projekt RIVA (Rechtskonforme IT-Konzepte und -Lösungen für Verbünde autonomer Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge ) soll Fahrzeugverbünde unterschiedlicher Modalität (Land, Wasser, Luft) in die Lage versetzen autonom Missionen in Echtzeit zu erfüllen. Hierzu sollen die Umgebungs- und Randbedingungen durch den Verbund ermittelt und ein Umgebungsmodell erstellt werden. Im Wissen um die unterschiedlichen Fähigkeiten der einzelnen Fahrzeuge wird die Missionserfüllung geplant und ausgeführt, wobei sich verändernde Rand- bzw. Umweltbedingungen oder Fähigkeiten der Verbundteilnehmer direkt auf die Aufgaben der einzelnen Fahrzeuge auswirken. Die Ergebnisse werden durch Simulationen und reale Experimente validiert. RIVA ist ein DTEC-Projekt, welches im Rahmen des Konjunkturpaketes der Bundesregierung gefördert wird. Die Projektleitung liegt bei der Professur für Automatisierungstechnik. Seitens der Professur für Regelungstechnik wird das Projekt durch Anne und Marie Schweim bearbeitet.

Ziel des Projektes Zustandserfassung von Infrastrukturbauwerken aus Stahl mittels multivariater Inspektionssysteme und Drohnen (kurz MISDRO) ist die Methodenentwicklung und Erprobung eines automatisierten multivariaten Inspektionssystems für Infrastrukturbauwerke aus Stahl, wobei UAS als Trägersysteme zum Einsatz kommen. Dies umfasst zum einen die Erforschung der Hardware-Komponenten (u.a. von UAS, Sensorik und Einheiten für die Datenerfassung, Datenverarbeitung und Datenspeicherung) und zum anderen der Software-Komponenten (bspw. von Algorithmen für den optimalen Flugpfad und die Zustandsanalyse auf Basis der Sensordaten, sowie für die Speicherung in einer Cloud und die Visualisierung mittels Weboberfläche). Als zentraler Sensor zur Schadensdetektion wird eine Hyperspektralkamera verwendet, um bei der Befliegung eine vielschichtige Datenbasis für eine genaue Schadensanalyse zu erhalten. MISDRO ist ein DTEC-Projekt, welches im Rahmen des Konjunkturpaketes der Bundesregierung gefördert wird. Unter der Führung der Professur für Stahlbau und Stahlwasserbau wird das Projekt auch durch ein WMA der Professur für Regelungstechnik bearbeitet. Die Stelle ist noch vakant.

In kürze wird dann auch das Projekt DNeD beginnen. Hierbei soll eine Sensoreinheit zur Ermittlung elektrischer Parameter durch ein UAS auf einer bestromten Freileitung abgesetzt werden. ist ein DTEC-Projekt, welches im Rahmen des Konjunkturpaketes der Bundesregierung gefördert wird. Die Projektleitung liegt bei der Professur für Regelungstechnik die in diesem Zusammenhang eng mit der Professur für Elektrische Energiesysteme zusammenarbeitet. Auch diese WMA-Stelle ist derzeit vakant.

Für weitere Informationen zum Thema Mobile Roboter kontaktieren sie bitte Herrn Dr.-Ing. Mirco Alpen.


Innenaufnahme einer Uni-Bibliothek

Zeitung mit Ausschnittsvergrößerung auf dem Wort Patent

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Letzte Änderung: 14. Januar 2021