Forschung
Infrastruktur

Infrastrukturen im LiFE 2050

Die nachhaltige Bedeutung der Energieforschung für die Leibniz Universität Hannover wird durch die Errichtung großer Forschungsinfrastrukturen in den verschiedenen Schwerpunkten unterstrichen, die nachfolgend vorgestellt werden.


Das Testzentrum wird intensiv in Forschungsvorhaben für die Prüfung großer Strukturkomponenten von On- und Offshore-Windenergieanlagen unter mehraxialen Beanspruchungszuständen eingesetzt. Des Weiteren wurde durch eine BMWi-Förderung mit dem GeCoLab ein Generator-Umrichter-Prüfstand realisiert, der Untersuchungen stationärer und dynamischer Eigenschaften elektrischer Maschinen und Umrichter inklusive der Umrichter-Maschine-Wechselwirkungen ermöglicht.

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.

LABORE DER INSTITUTE

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

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 Schering-Institut (SI) (Fachgebiet Hochspannungstechnik im IfES, Prof. Dr.-Ing. P. Werle) 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

Auf ca. 1500 m² hat das Institut für Technische Verbrennung (ITV) 6 Prüfstände für Motoren und Gasmotoren, die für die Forschung der Effizienzsteigerung an Fahrzeugen, Nutzfahrzeugen und Stationärmotoranwendungen eingesetzt werden können. Darunter befinden sich verschiedene Geräte, beispielsweise ein optisch zugänglicher Versuchsmotor, Einspritzprüfstände und Verbrennungslabors.

Zur Erforschung automobiler Antriebsstränge betreibt das Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT) auf 800 m²  Versuchsfläche ein breites Spektrum von Leistungs- und Wirkungsgradprüfständen für Getriebe (Drehmoment bis 300 Nm, Drehzahl bis 8000 rpm) sowie Funktions-, Reibungs- und Lebensdauerprüfstände 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.

FORSCHUNGSEINRICHTUNGEN

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

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 läuft seit 2015.