STEP - Standardisierung der Ertragsprognose für solarthermische Kraftwerke

Verbesserung des Stands der Technik von Reflexions-Messinstrumenten zur Qualifizierung von Solarspiegeln

Bestimmung energetisch relevanter Referenzspektren zur Prüfung von PV-Modulen

Normung von Anforderungen an superschnelle Kommunikation bis zu 40 Gbit/s über Kupferverkabelung

Die anwendungsneutrale IT‑Verkabelung von Gebäuden mit differentiellen Kupferleitungen ist heute für Übertragungsraten bis 10 GBit/s über 100 m lange Übertragungsstrecken international genormt; die deutschen Marktteil­nehmer (System- und Komponentenhersteller) sind mittelständisch geprägt und vermarkten ihre Produkte auf Basis dieser Normen. Neue Forschungsergebnisse einer US-Universität zeigen, dass die Übertragung über differentielle Kupferleitungen bis 40 GBit/s möglich ist. Das DKE/GUK 715.3 kommt nach einer Analyse der technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkte dieser technologischen Innovation zu dem Ergebnis, dass diese Technologie ein erhebliches Potential, aber auch Risiken enthält, die durch eine Norm weitgehend reduziert werden können.

Nanotechnologie - Lebensdauerprüfung für die organische Photovoltaik

Nanomaterialien finden dabei vielfältige Anwendungen bei der Konversion von Sonnenlicht in elektrischen Strom, zur Erhöhung der Konversionseffizienz, beim Abtransport der Ladungsträger, als Grenzschichten und für Schutzschichten. Bei den meisten Anwendungen kommt es letzten Endes darauf an, welche Gesamtenergie eine Photovoltaik-Zelle im Laufe ihrer Nutzungsdauer erzeugen kann. Neben der Energie-Umwandlungs-Effizienz ist daher die Gesamtlebensdauer der Zellen von ausschlaggebender Bedeutung für den kommerziellen Erfolg der Photovoltaik. Das gilt insbesondere für die organische Photovoltaik, für die eine Betriebsdauer von 25 Jahren heute noch nicht garan­tiert werden kann.

Es wird erwartet, dass neue Materialentwicklungen in der Nanotechnologie bereits mittel­fristig zu großen Fortschritten führen werden. Dabei handelt es sich einerseits um inkremen­telle Verbesserungen durch systematische Optimierung von bekannten Materialsystemen als auch um sprunghafte Verbesserungen durch völlig neue und innovative Materialien. In beiden Fällen ist die Bewertung des Entwicklungsfortschritts nur dann möglich, wenn geeignete Kriterien zur Beurteilung der Lebensdauer der Zellen zur Verfügung stehen. Das beantragte Projekt soll dazu beitragen, ein Konzept zur quantitativen Beurteilung der Lebensdauer von organischen Photovoltaik-Elementen zu entwickeln, die unter Verwendung von Nanomaterialien hergestellt wurden. Dieses Konzept soll in einen Normenentwurf münden, der beim IEC/TC 113 als deutsches „New Work Item Proposal“ (NWIP) eingereicht werden soll, um dort unter deutscher Leitung zum IEC-Standard weiterentwickelt zu werden.

In Abgrenzung zu den Aktivitäten des IEC/TC 82 „Solar photovoltaic energy systems“ soll der Schwerpunkt der Arbeit bei IEC/TC 113 bei nanotechnologischen Fragestellungen liegen. Dazu gehören z. B. neue Fehlermechanismen, wie sie möglicherweise bei der Verwendung von Nanomaterialien entstehen können.

Die angestrebte Norm wird einheitliche Testbedingungen und eine transparente Darstellung der Testergebnisse festlegen und darüber hinaus Modelle zur quantitativen Bestimmung der Lebensdauer bereitstellen. Auf diese Weise wird die Norm dazu beitragen, die Entwicklung langzeitstabiler organischer Photovoltaikelemente zu fördern. Ein wichtiger beabsichtigter Effekt ist der Schutz privater und kommerzieller Betreiber von Photovoltaikanlagen vor dem Kauf qualitativ minderwertiger Zellen. Installateure von Photovoltaikanlagen, das sind oft kleine und mittelständische Unternehmen, können die Norm nutzen, ihr Garantierisiko durch Einkauf langzeitstabiler Zellen zu minimieren. In diesem Sinne wird die Norm die nachhaltige Entwicklung regenerativer Energiequellen fördern und zum wirtschaftlichen Erfolg Deutschlands beitragen.

Referenzstrahlungsfelder für gepulste Strahlung

Aus dem zu entwickelnden Konzept soll dann die dringend be­nötigte internationale Norm erarbeitet werden, da ein solches Konzept bisher weder national noch international vorliegt. Dies zeigt sich schon allein in der Tatsache, dass es bisher keine sinnvolle Definition gibt, wann ein Strahlungsfeld gepulst oder ungepulst ist.

Die medizinischen gepulsten Strahlungsfelder befinden sich derzeit im Wandel. Die bisher verwendete Generator-Pulsung der Röntgenanlagen stößt an die technischen Grenzen bezüglich der notwendigen Pulsdauern. Hier wird sowohl an neuartiger als auch an der Opti­mierung ehemals verwendeter Verfahren, wie z. B. der Gitterpulsung, gearbeitet. Durch die Anforderungen der modernen Bildgebung ist die Kontrolle der die Strahlungspulse charak­terisierenden Parameter immer wichtiger. Hier ist jedoch das Problem, dass diese Parameter bisher weder schlüssig definiert noch messtechnisch sicher erfassbar sind. Das neu zu ent­wickelnde Konzept sollte sich daher sowohl an den realen Strahlungsfeldern der medizi­nischen Arbeitsplätze, als auch an den physikalischen und technischen Anforderungen von Labor-Referenzfeldern orientieren. Letztere sind für die Entwicklung und Prüfung von Mess­geräten und insbesondere von Messverfahren unabdingbar. Daher müssen die Festle­gungen für die Referenzfelder so ausgelegt sein, dass alle relevanten Parameter unabhängig voneinander und mit geringer Unsicherheit eingestellt werden können.

Die internationale Norm soll das deutsche Interesse bei der Parameter-Festlegung für ge­pulste Strahlungsfelder und der Begriffsdefinition international sicherstellen. Dies ist insbe­sondere von Bedeutung, da mittlerweile auch in anderen europäischen Ländern ähnliche Initiativen ergriffen werden. Daher ist es notwendig, die deutschen Interessen mit fundierten Beiträgen frühzeitig in der internationalen Normung zu vertreten.

Der erwartete Nutzen liegt zum Großteil bei der deutschen Industrie. Die Hersteller von Strahlenschutzdosimetern werden durch die Kommunikationsplattform frühzeitig in die Lage versetzt, mit geeigneten Prüffeldern ihre Dosimeter schon während der Entwicklungs­phase zu testen. Aber auch die Hersteller von Röntgenanlagen für die Medizin und die Werk­stoffprüfung sind hierdurch in die Lage versetzt, frühzeitig ihre Entwicklung zukünftiger Anlagen anzupassen. Gerade in diesem Bereich geht die Entwicklung hin zu immer defi­nierteren Pulsparametern. Die Definition und Messung der Pulsparameter ist jedoch bisher nicht standardisiert, was durch das zu entwickelnde Konzept behoben werden soll.

Dienste-Apps für die Leittechnik

Das Thema des Projekts ist die Einführung von diensteorientierten Architekturen in der Leit­technik – getrieben und unterstützt durch Normung.

Nanotechnologie - Methodik zur Bestimmung elektrischer Eigenschaften von kohlenstoffhaltigen Elektrodenbeschichtungen für Batterie- und Kondensatoranwendungen

Der Wandel des Individualverkehrs zur E-Mobilität verlangt nach verbesserten Technologien für Batterien, um bei vertretbaren Kosten und hinreichender Lebensdauer genügend Energie in vertretbarer Zeit speichern zu können, damit ein vollelektrischer Fahrbetrieb mit einer Reichweite von mehreren hundert Kilometern ermöglicht wird.