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Windenergie

Das IMKT bringt einen Großlagerprüfstand für Windenergieanlagen mit in das LiFE ein, in dem Condition Monitoring Systeme entwickelt und neuartige Lagerkonzepte für Windanlagen untersucht werden.

Am IFB werden Laborflächen und -geräte für Baustoffe für Windenergieanlagen gemeinsam an der LUH und teilweise in Kooperation mit der Materialprüfanstalt Bau Hannover (MPA) genutzt. Die Fläche der Labore beträgt ca. 1.650m². Für den Stahlbau stehen die Laborflächen des Instituts für Stahlbau mit ca. 170 m² zur Verfügung.

  • Diverse Druckprüfmaschinen, z.B. servohydraulische 4-Säulen-Universalprüfmaschine (10 MN-Zylinder und 1 MN-Zylinder, Frequenzen abhängig vom Zylinder bis 10 Hz) und Resonanzprüfmaschine (Maximallast 400 kN, Frequenzen abhängig von den Proben > 50 Hz)
  • Großprüfstand „Grouting“ (Der Großprüfstand (HxBxL: 5,1 x 3,3 x 5,1 m) simuliert den Verfüllprozess hochfester Mörtel, die bei der Herstellung/Verankerung der Gründungsstruktur von OWEA eingesetzt werden
  • Komplett ausgestattetes Bindemittel- und Betonlabor
  • Klimakammer (0 - 30°C)
  • Chemielabor / Physiklabor (gemeinsam mit der MPA Bau)
  • Hochfrequente Magnetresonanzprüfmaschine

Das Forschungszentrum Küste hat mit dem Wellenkanal und -becken für Offshore Windenergieanlagen verschiedene wichtige Infrastrukturen für die Offshore Windenergietechnik. Es besitzt dazu eine 16.800 m² überdachte Laborfläche und 24.000 m² Außenflächen in Hannover Marienwerder sowie ca. 3.000 m² Laborfläche am Schneiderberg.

  • Versuchshalle Schneiderberg: 110 m langer, 2,2 m breiter und 2 m tiefer Wellenkanal
  • Großer Wellenkanal in Marienwerder: 310 m lang, 5 m breit und 7 m tief
  • Wellenbecken in Marienwerder: 40x24 m Wellenbecken mit 72 Einzelwellenblättern
  • Strömungsrinne in Marienwerder: 20 m lange, 1 m breite und 1 m tiefe Strömungsrinne
  • Großskalige Modellbauten einer Tripod- und Schwergewichtsgründungsstruktur
  • Stereoskopisches 3D-Unterwasser PIV

Mit dem Unterwassertechnikum Hannover (UWTH) können Elektronenstrahl-und Wasserstrahltechnik, Schweißen und Schneiden für Einsätze unter Wasser, aber auch unter atmosphärischen Bedingungen erforscht werden.

  • Div. Becken für Unterwasser- Schweiß- und Schneidversuche
  • Div. Materialprüfmaschinen, z.B. zur Untersuchung thermomechanischer Ermüdung von Turbinenwerkstoffen

Solarenergie

Brandofen in der SolarTeC-Forschungslinie des ISFH.

 Der Hauptteil der Labore für die Solarenergieforschung wird über den Lehrstuhl für Solarenergie in der Fakultät für Mathematik und Physik und das ISFH eingebracht. Folgende Ressourcen stehen zur Verfügung:

  • 35 Entwickler im Themenbereich Solarthermie und solare Systemtechnik für die partiell solare Wärmeversorgung von Gebäuden; 90 Entwickler im Themenbereich kristalline Siliziumphotovoltaik (Wafer bis Modul). Die Drittmitteleinwerbungen des Instituts betrugen im Jahr 2012 im Bereich Solarenergie 7,3 Mio. €, davon 40% als Industrieaufträge.
  • Labore für die Solarforschung mit einer Fläche von 2975 m2. Hinzu kommen 360 m2 experimentelle Dachflächen.
  • SolarTec-Forschungslinie zur Herstellung von Si-Solarzellen und PV-Modulen mit industrierelevanten Maschinen
  • Umfangreiche Messtechnik zur (abbildenden) Charakterisierung von Solarzellen.
  • Labor (im Aufbau befindlich) für Integrierte Solare Energiesysteme mit Prüfständen zur Analyse von Komponenten und Systemen, das von einem neu zu berufenden Professor weiterentwickelt werden soll. Die Professur wird durch eine gemeinsame Berufung der Fakultät für Maschinenbau und des ISFH besetzt werden.

Das MBE und das ISFH arbeiten eng mit dem Laboratorium für Nano- und Quantenengineering (LNQE) zusammen. Das LNQE ist ein interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf dem Gebiet Nanotechnologie. Das LNQE betreibt ein eigenes Forschungsgebäude in Hannover mit Laboren, Geräten etc. und insbesondere einen ~ 500 m² großen Reinraum. Somit stehen folgende wesentliche Ausrüstungen zu Verfügung:

  • Eine komplette Reinraumlinie zur Herstellung von Silizium-basierten Bauelementen. Dazu gehört auch ein moderner Hochstromimplanter, der speziell für die Anforderungen der PV entwickelt wurde und im Jahr 2013 in einem gemeinsam mit dem ISFH durchgeführten Projekt angeschafft werden konnte
  • Umfangreiche strukturelle Diagnosetechniken (TEM, REM, Raman, XRD, XRR, XPS u.a.)
  • Rechnergesteuerte I(V)-, C(V)-, C(t)-, RTS- und Charge-Pumping-Messplätze zur Charakterisierung von Halbleitermaterialien und Bauelementen
  • Umfangreiche Möglichkeiten für die Molekularstrahl-Epitaxie am MBE

Thermische Kraftwerke

Das TFD bringt ein Versuchsfeld für thermische Kraftwerke bestehend aus folgenden Prüfständen in das Forschungszentrum ein:

  • 4-stufiger Axialverdichter (1 MW)
  • Luftturbine in 1,5- bis 7-stufigen Konfigurationen
  • Großer Radialverdichter (250 kW)
  • Niedergeschwindigkeitsaxialverdichter
  • Gitterwindkanal
  • Prüfstand für Labyrinthdichtungen
  • Axialdiffusorprüfstand
  • Atmosphärischer Gasbrenner (AHB450; gemeinsam mit ITV)

Die Prüfstände bilden im Technikumsmaßstab die Komponenten der thermisch-mechanischen Energiewandlung in einem Kraftwerk ab und erlauben dadurch insbesondere die Weiterentwicklung von Turbomaschinen und Gasturbinenbrennkammern (AHB450) für den dynamischen Kraftwerksbetrieb. Die Prüfstände des Versuchsfelds werden durch eine zentrale Kompressorstation mit Antriebsluft versorgt.

Elektrische Versorgungsnetze

Hochspannungshalle des Schering- Instituts

Das Schering-Institut (SI) (Fachgebiet Hochspannungstechnik im IEH, zur Zeit Prof. Gockenbach, Berufungsverfahren zur Wiederbesetzung läuft) verfügt über eine Laborfläche von etwa 1.000 m2, einschließlich der Hochspannungshalle mit ca. 600 m2.

  • Prüfeinrichtungen für 800 kV Wechselspannung, 700 kV Gleichspannung und 2.500 kV Stoßspannung
  • Alterungsuntersuchungen an Isoliersystemen bei Temperaturen bis zu 230 °C einschließlich mechanischer Beanspruchungen (Rütteltisch) bei Raumtemperatur
  • Diverse Dauerversuchsstände für Alterungszeiten bis zu 5.000 Stunden bei gleichzeitiger thermischer und elektrischer Beanspruchung

Das IAL verfügt über eine Laborfläche von etwa 700 m2 mit Einspeisungen von bis zu 200 kVA je Arbeitsplatz und insgesamt bis zu 800 kVA. Folgende Versuchseinrichtungen stehen zur Verfügung:

  • Leistungshalbleiter-Prüfstand (IGBT-Module) mit bis zu 2000 V und 1 kA (Dauerstrom oder Doppelpuls)
  • Labor für die Netzeinbindung von Umrichtern (einphasig) mit PV-Einspeisung 8 kWpk und einphasiger Batteriestützung für Inselnetzbetrieb. Das Labor wird derzeit auf dreiphasigen Betrieb erweitert.
  • Multilevel-Umrichter für die Netzanbindung von WEA oder von Batteriespeichern (ca. 100 kVA, 690 V)
  • Weiterhin sei auf das unter Windenergie aufgeführte GeCoLab verwiesen, in dem eine Netznachbildung von 4 MVA auf Basis von Umrichtern zur Verfügung steht (s.o.). Damit können u.a. Netzfehler und Spannungseinbrüche nachgebildet werden, aber auch unsymmetrische Netze u.a. können für Lasten bis ca. 1 MW dargestellt werden.

 

Zusätzlich kann bei Bedarf über die Professoren Hofmann, Mertens und Ponick, die dort eine Funktion als Abteilungsleiter innehaben, auf umfangreiche Versuchseinrichtungen zur Netzintegration von Windenergie- und Solaranlagen im Fraunhofer IWES Kassel zurückgegriffen werden. Zu erwähnen ist insbesondere das Testzentrum für intelligente Netze und Elektromobilität SysTec, in dem neue Betriebsmittel im MW-Bereich und Betriebsverfahren für intelligente Nieder- und Mittelspannungsnetze im Netzverbund untersucht werden können.

Elektromobilität

Das IAL verfügt über eine Laborfläche von ca. 700 m2 mit Einspeisungen bis zu 200 kVA je Arbeitsplatz und insgesamt bis zu 850 kVA. Folgende Versuchseinrichtungen stehen zur Verfügung:

  • Gleichstromeinspeisung mit bis zu 440 V und 90 kW
  • Lastprüfstände für elektrische Maschinen und Leistungselektronik mit Leistungen bis zu 90 kW
  • Wasserkühlung mit 10 KW Kühlleistung, Temperaturbereich von -5 bis +80°C

Für das Niedersächsische Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik (NFF) wird in 2014 in Braunschweig ein Forschungsbau mit Arbeitsplätzen und Laboreinrichtungen für 11 Professoren fertig gestellt, auf die das IAL projektbezogen zugreifen kann. Dort werden temperierbare Prüfstände für elektrische Fahrzeugantriebe mit Leistungen von 80 kW und 250 kW aufgebaut (Finanzierung über Großgeräteantrag bewilligt, Prof. Ponick und Prof. Mertens sind Mitantragsteller). Der Betrieb startet in 2015.

Auf ca. 1500 m² hat das ITV 6 Prüfstände für Motoren und Gasmotoren, die für die Forschung der Effizienzsteigerung an Fahrzeugen, Nutzfahrzeugen und Stationärmotoranwendungen einsetzen kann. Darunter befinden sich verschiedene Geräte, beispielsweise ein optisch zugänglicher Versuchsmotor, Einspritzprüfstände und Verbrennungslabors.

Zur Erforschung automobiler Antriebsstränge betreibt das IMKT auf 800 qm Versuchsfläche ein breites Spektrum von Leistungs- und Wirkungsgradprüfstanden für Getriebe (Drehmoment bis 300 Nm, Drehzahl bis 8000 rpm) sowie Funktions-, Reibungs- und Lebensdauerprüfstande für Antriebskomponenten. Für spezielle Fragestellungen aus dem Themenkreis Elektromobilität werden ein neuartiger Antriebsstrangprüfstand mit zwei getrennt temperierbaren 100 kW Maschinen für batterieelektrische Fahrantriebe sowie Komponentenprüfstände zur experimentellen Analyse des Einflusses von schädlichen Stromdurchgängen auf tribologisch beanspruchte Antriebsbauteile eingesetzt.