Energiesysteme und Infrastrukturen

Der technologische Fortschritt lässt Elektrogeräte schnell altern. Die kurze Lebensdauer von oft nur wenigen Monaten oder Jahren führt einerseits zu einem stetig wachsenden Bedarf an endlichen Rohstoffen und andererseits zu einem wachsenden Berg von Elektroschrott. Recycelt wird nur ein Bruchteil aller Elektrogeräte. Ein Großteil – über 80 Prozent – des E-Waste landet auf Deponien oder in der Müllverbrennung. Und mit ihm die darin enthaltenen Materialien: Wertvolle Edelmetalle oder seltene Erden bleiben ungenutzt. Gefährliche Chemikalien und Schadstoffe können in die Umwelt gelangen. Im Projekt iDEAR entwickeln wir Lösungen für die effiziente Demontage von Elektrogeräten und für die Wiederaufbereitung und Wiederverwertung von Materialien. Wir wollen sicherstellen, dass keine Rohstoffe verschwendet und wertvolle Ressourcen länger im Umlauf gehalten werden. So entsteht eine Kreislaufwirtschaft, die elementar ist für nachhaltigen Konsum.

Im Projekt H2REGIO wird eine softwarebasierte Handelsplattform für Wasserstoff als Erweiterung einer bestehenden Multi-Energie-Leitwarte entwickelt. Ziel ist es, alle relevanten Bereiche – von der Erzeugung über den Transport und die Verteilung bis hin zur Nutzung von Wasserstoff – in einem integrierten System abzubilden. Auf Basis des Integrated Operations Center des Fraunhofer IFF entsteht ein digitales Leitsystem, das Daten, Steuerung und Marktlogik miteinander verknüpft. So können Betrieb und Handel von Wasserstoff in Sachsen-Anhalt effizient koordiniert und neue Marktmechanismen erprobt werden.

Das Entwicklungsteam des Projekts ZeroDefect4PV setzt modernste Sensortechnologie ein, um die Betriebseffizienz von Photovoltaik-Großkraftwerken deutlich zu erhöhen. Diese Technologie ermöglicht eine präzise und proaktive Überwachung, die nicht nur die Wartungskosten drastisch reduziert, sondern auch die Energieausbeute maximiert, indem Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit und unterstützt nachhaltige Energieziele, indem es Ausfallzeiten minimiert und so direkte Vorteile für Anlagenbetreiber schafft.

Die Kommunen im Mitteldeutschen Revier stehen vor der Herausforderung, den Kohleausstieg und den daraus resultierenden Strukturwandel zu bewältigen. Dies erfordert innovative Lösungen in der Energie- und Raumplanung, um die regionale Entwicklung nachhaltig und effizient zu gestalten. Genau hier setzt das Projekt WIP an: Es unterstützt Städte und Gemeinden im Mitteldeutschen Revier dabei, den Strukturwandel nach dem Kohleausstieg aktiv zu gestalten. Im Mittelpunkt stehen individuelle Entwicklungsstrategien für eine nachhaltige Energie- und Raumplanung. Das Fraunhofer IFF begleitet die Kommunen mit praxiserprobten Methoden, technologischer Expertise und gezieltem Wissenstransfer auf ihrem Weg in eine resiliente Zukunft.

Für Mitarbeiter, die Gefahrensituationen ausgesetzt sind, besteht ein hohes Gesundheits- und Unfallrisiko. Daher müssen diese Mitarbeiter entsprechend geschult und kontinuierlich unterwiesen werden. Die Virtuelle Realität (VR) wird in der Präventionsarbeit eingesetzt, um die natürliche Arbeitsumgebung zu simulieren und Unfällen sowie Gesundheitsrisiken vorzubeugen. Sie liefert dem Lernenden Informationen annähernd so, wie man sie in der Realität wahrnimmt, verarbeitet und umsetzt. Mithilfe der virtuellen Erlebnisräume können Mitarbeiter für Gefährdungsquellen sensibilisiert werden. Dies fördert ein adäquates Verhalten des Menschen in Gefahren- oder Risiko-Szenarien.

Ziel der Technologieplattform TransHyDE ist die Entwicklung und Förderung verschiedener Technologien für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff. Dabei geht es einerseits um europaweite Leitungssysteme, andererseits werden aber auch dezentrale Lösungen für Regionen untersucht, die (noch) nicht an ein übergreifendes Wasserstoff-Leitungsnetz angeschlossen sind.

Im Projekt PV-Implement wird eine neue Methodik zur beschleunigten Planung und Umsetzung von Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) in Sachsen-Anhalt entwickelt. Ziel ist der Aufbau einer digitalen Analyse- und Planungsplattform, die eine effiziente Flächen- und Potenzialbewertung durch den Einsatz modernster Technologien wie Drohnen, Virtual Reality und automatisierte Geodatenanalyse ermöglicht.

Ziel des Forschungsteams im Projekt ODAL ist die Erhöhung der Systemsicherheit durch die Verbesserung der Handlungsfähigkeit der Operatoren in kritischen Netzsituationen mittels digitaler Assistenzsysteme und Werkzeuge im modularen Leitsystem.

Mit KI-sy Twin entwickelt das Projektteam von Fraunhofer IFF und Fraunhofer IOSB-INA gemeinsam mit Partnern aus der Industrie eine einfache Lösung zur digitalen Erfassung und Vernetzung von Bestandsanlagen. Durch den gezielten Einsatz von KI wird der digitale Zwilling der Anlage nach den Vorgaben und Standards der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell) automatisiert erstellt. Das reduziert den manuellen Aufwand, sichert die Datenqualität und sorgt dafür, dass auch ältere Anlagen effizient in moderne Datenräume integriert werden können. So entsteht ein standardkonformer, anschlussfähiger digitaler Zwilling, ohne Insellösungen und ohne hohen Invest.