Institut für Thermodynamik (Leibniz Universität Hannover)

01.03.2024 bis 28.02.2027

Das Projekt wird mit Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter der Projektnummer 525892660 gefördert.

Das Ziel des Projektes DIGI-PV ist die Reduktion von Hemmnissen für einen großflächigen Einsatz der PV-Technologie zur Erschließung von deutlich mehr Fassadenflächen für die energetische Nutzung, mit Fokus auf Bestandsgebäuden. Die Hemmnisse bestehen hier aktuell in aufwendigen Planungsprozessen für die BIPV-Fassade, sowie in der nicht-automatisierten und somit kostenintensiven Herstellung von BIPV-Modulen. Hierfür werden automatisierte Prozesse und Werkzeuge entwickelt, die Planende, Produzierende und Nutzende befähigen, effiziente und kostengünstige Prozesse umzusetzen und entlang mehrerer Phasen der Produktlebensdauer zu unterstützen. Diese reichen von Methoden für eine hochautomatisierte Erfassung, Digitalisierung, Klassifizierung und Strukturierung von Gebäudeoberflächen im Bestand, der Entwicklung digitaler Zwillinge der Gebäude, der automatisierten Auslegung von BIPV-Modulen für eine optimale Nutzung der Gebäudeoberfläche und Verfahren zur automatisierten Produktionsplanung sowie Optimierung für die nachhaltige Produktion von PV-Fassadenelementen. Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden die Rahmenbedingungen für die automatisierte Auslegung der PV-Fassaden und die Prozesse für die sich daraus ergebenden Stücklisten und Produktdetails für die herzustellenden PV-Module entwickelt. Für die Produktion der PV-Module werden die Wechselwirkungen zwischen den Prozessparametern und den Eigenschaften der Zellstrings und PV-Module bestimmt, um eine bestmögliche Qualität, aber insbesondere kurze Einfahrzeiten für geänderte Prozesse zu ermöglichen. Es werden angepasste und flexible Charakterisierungsmethoden und KI-basierte Verfahren zu ihrer Bewertung entwickelt. Die Entwicklungen des Vorhabens werden auf eine flexible Forschungslinie übertragen, im Betrieb evaluiert und anhand einer realen BIPV-Fassade demonstriert.

• Leibniz Universität Hannover (Institut für Montagetechnik)
• Institut für Solarenergieforschung in Hameln
• albert.ing GmbH
• Viscoda GmbH
• Flachglas Sülzfeld GmbH

01.07.2023 bis 30.06.2026

Das Projekt DIGI-PV wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unter dem Förderkennzeichen 03EE1187D gefördert.

Grüner Wasserstoff und andere grüne Energieträger sind elementar für die Zielerreichung einer klimaneutralen Volkswirtschaft in Deutschland bis 2045. Dabei birgt die Entwicklung einer Wasserstoffwirtschaft für den Standort Niedersachsen große Chancen. Es besteht jedoch ein beträchtlicher Bedarf zur Beratung im Bereich H₂ für vor allem kleine und mittelständige Unternehmen (KMUs) sowie Kommunen im ländlichen Raum. H₂-FEE beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie KMUs und der ländliche Raum dabei unterstützt werden können, eine grüne Wasserstoffwirtschaft gewinnbringend aufzubauen. Wie profitieren die Partner wirtschaftlich davon und welche Schlüsselelemente sind dafür nötig?

Im Projekt entwickeln die Projektpartner:innen Nefino, EnergieSynergie, das Institut für Festkörperphysik und das Institut für Umweltplanung gemeinsam eine Open-WebGIS-Plattform, die modular aufgebaut das interdisziplinäre Wissen der Konsortialpartner:innen in einem ganzheitlichen Ansatz bündelt und passgenaue GIS-basierte Dienstleistungen erlaubt, um die Anforderung der Unternehmen und Kommunen gewinnbringend zu bedienen. Dadurch können in Zukunft auch kleine, dezentrale Akteure in Niedersachsen schnell bei der Entwicklung von grünen wasserstoffbasierten und Grüngas-Geschäftsmodellen unterstützt werden.

Am Institut für Festkörperphysik werden mit den Mitteln Energiesystemanalyse regionale Marktpotentiale für Wasserstoff und synthetische grüne Gase für verschiedene Zukunftsszenarien des Energiesystems ermittelt. Diese Potentiale bilden im Open-WebGIS eine wichtige Grundlage für die Bewertung von erfolgreichen Grüngas-Geschäftsmodellen im ländlichen Raum. Ergänzt werden diese Daten um KnowHow der Projektpartner:innen insbesondere zu Potentialen für die Gewinnung von grünem Wasserstoff und grünen Gasen sowie zu (Nach‑)Nutzungsoptionen für schon vorhandene Infrastrukturen.

• Leibniz Universität Hannover (Institut für Umweltplanung)
• EnergieSynergie GmbH
• Nefino GmbH

01.07.2022 bis 30.06.2025

Das Projekt wird gefördert von der Investitions- und Förderbank Niedersachsen (NBank) im Rahmen der niederächsischen Wasserstoffrichtlinie.

Wird Wasserstoff die Lösung zur Klimaneutralität der Luftfahrtbranche sein? So vielversprechend der Ansatz, so groß sind auch die Herausforderungen, vor die sich die Luftfahrtbranche bei der Umsetzung gestellt sieht. Das Projekt „HyNEAT – Hydrogen Supply Networks‘ Evolution for Air Transport“ forscht an Bereitstellungsnetzwerken für eine wasserstoffgetriebene Luftfahrt. Im Fokus steht dabei grüner Wasserstoff sowie dessen kostengünstige Erzeugung und Transport.

Antriebssysteme auf der Basis grünen Wasserstoffs für größere kommerziell genutzte Flugzeuge sind eine aussichtsreiche Alternative für eine klimafreundlichere Luftfahrt. Nur wenn der Wasserstoff aus regenerativen Energien hergestellt wird, kann seine Verwendung einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Neben der Notwendigkeit zur Entwicklung neuer Antriebe und Flugzeugkonzepte ist der Aufbau einer entsprechenden Wasserstoff-Infrastruktur, die wettbewerbsfähige Kosten für den Betrieb der neuartigen Flugzeuge ermöglicht, eine der größten Herausforderungen. Hier setzt das Projekt HyNEAT an und untersucht, ob und in welchen Ländern erneuerbare Energien zukünftig ausreichend verfügbar sein werden und wo internationale Lieferbeziehungen aufgebaut werden sollten. Ziel ist es, globale und lokale Potenziale für die kostengünstige Erzeugung von grünem Wasserstoff für die Luftfahrt zu identifizieren. Dabei wird vor allem auch darauf geachtet, dass dies auch im Einklang mit der gesamten Energiewende und Gestaltung von Flugnetzwerken stattfindet.

Die Arbeitsgruppe Solar des FKP übernimmt in HyNEAT zweierlei Aufgaben: mithilfe von ESTRAM sollen zum einen Auswirkungen von Wasserstoffnutzung an Flughafenstandorten auf regionale Energiesysteme analysiert werden. Zusätzlich soll ESTRAM genutzt werden, um Wasserstoffbereitstellungsoptionen in einem vernetzten sich transformierenden Energiesystem in Europa zu identifizieren.

• Wissenschaft: Leibniz Universität Hannover (Institut für Elektrische Energiesysteme und Institut für Umweltökonomik und Welthandel), TU Braunschweig, TU Clausthal, TU Hamburg, ISFH
• Industrie:  Airbus, Deutsche Aircraft, MTU Aero Engines, Lufthansa Group, Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum, Flughafen Hamburg GmbH, Flughafen München GmbH sowie FMO Flughafen Münster/Osnabrück GmbH, Linde GmbH, Siemens Energy, EWE, der Afrika-Verein der deutschen Wirtschaft und McKinsey & Company

01.05.2022 bis 31.04.2025

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Der „H2-Wegweiser Niedersachsen“ untersucht, wie ein wasserstoffbasiertes Energiesystem der Zukunft in Niedersachsen konkret gestaltet werden kann, welche technischen Varianten vorteilhaft sind und welchen Einfluss rechtliche, ökologische und ökonomische Aspekte haben. Als Ergebnis liegt eine geschlossene und ganzheitliche Methodik zur Konzeption und Bewertung von kombinierbaren Speicher-, Transport-, Konversions- und Nutzungsprozessen vor, die für eine Konkretisierung der niedersächsischen Wasserstoff-Implementierungsstrategie genutzt werden kann.

Dazu werden die einzelnen Phasen der Wasserstoffkette durch Modellansätze auf unterschiedlichen Detailierungsebenen betrachtet und hinsichtlich der oben genannten Aspekte analysiert und bewertet. Das Vorhaben befasst sich dazu auf drei inhaltlichen Ebenen mit den unterschiedlichen Aspekten einer Wasserstoff-Wirtschaft: Die technische Ebene beantwortet Fragen zur untertägigen Speicherung von Wasserstoff in Kavernen- und Porenspeichern sowie zur Konversion von Wasserstoff in Kohlenwasserstoffe und Ammoniak. In der sozioökologischen Ebene werden Umweltauswirkungen und ökologische Bewertungen durchgeführt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Frage nach dem energiewirtschaftsrechtlichen Rahmen für Wasserstoffanlagen. Die Systemebene fasst dann die Ergebnisse zusammen, setzt diese mittels Szenarioanalysen in einen zeitlichen und räumlichen Kontext und zeigt auf, welche Geschäftsmodelle sowohl betriebswirtschaftlich tragfähig als auch ökologisch sinnvoll sind.

Bei allen Untersuchungen werden die besonderen Randbedingungen, die Niedersachsen für eine Vorreiterrolle beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft prädestinieren, berücksichtigt und kann auf eine intensive Begleitung durch eine Vielzahl an industriellen Praxispartnern zurückgegriffen werden.

• Institut für Solarenergieforschung (ISFH)
• Leibniz Universität Hannover (Institut für Elektrische Energiesysteme und Institut für Umweltplanung)
• Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC)
• Technische Universität Clausthal (Institut für Aufbereitung, Recycling und Kreislaufwirtschaftssysteme, Institut für deutsches und internationales Berg- und Energierecht, Institut für Endlagerforschung und Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik)

01.05.2021 bis 30.04.2024

Das Projekt wird gefördert vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur (MWK) im Rahmen der Wissenschaftsallianz Wasserstofftechnologie: Innovationslabore für Wasserstofftechnologien.

Die Wetterstation am Standort Appelstr./Schneiderberg zeichnet die solare Einstrahlung (global, diffus und direkt) sowie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung auf. Diese Daten werden als Eingangsparameter für die Simulation photovoltaischer (PV) Energieerträge benötigt und sollen im Rahmen einer zukünftigen Lehrveranstaltung genutzt werden, in der Studierende die Durchführung von PV-Ertragssimulationen erlernen, indem sie die Energieerträge der benachbarten PV-Anlage der Universität berechnen und mit den tatsächlich erzielten Erträgen vergleichen. Zur Verbesserung der Datengrundlage wurde Anfang 2022 außerdem eine weitere baugleiche Wetterstation am ISFH in Emmerthal in Betrieb genommen.

01.04.2021 bis 31.03.2023

Das Projekt wird gefördert aus Studienqualitätsmitteln (Klimaschutz und Nachhaltigkeit) und aus Institutsmitteln.

01.03.2020 bis 31.07.2020

Das Projekt wird gefördert vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur und dem Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz.