Gewählte Kategorie Industrie-Entwicklungen
Wie Sonnenlicht die Nacht erhellt
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Andasol – das größte solarthermische Kraftwerk Europas
Mit dem im Aufbau befindlichen Andasol 3 soll 2011 das jüngste von drei baugleichen Solarkraftwerken im spanischen Andalusien ans Netz gehen. Hyperraum.TV gibt in diesem Beitrag Einblicke in die Technologie dieses innovativen Kraftwerk-Typs, die in Deutschland maßgeblich entwickelt wurde. Andasol ist die erste und bislang größte Anlage dieser Art in Europa. Mehr als 510.000 Quadratmeter Spiegelfläche ist beispielsweise für jede der drei Anlagen im Einsatz. Das entspricht der Fläche von 70 Fußballfeldern.
Dennoch: Das Besondere an diesem Kraftwerk ist nicht seine gewaltige Größe, sondern die Technologie der Solarthermie. Die zu Parabolrinnen-Kollektoren zusammengebauten Spiegel erhitzen eine in Röhren fließende Wärmeträgerflüssigkeit; sie wird durch die gebündelte Sonnenstrahlung auf bis zu 400 Grad Celsius erhitzt. Dieses Thermo-Öl wird einem Wärmetauscher zugeleitet. Dort erzeugt die Wärme Dampf mit hohem Druck. Der Dampf treibt in einem herkömmlichen Kraftwerk eine Turbine an, ihr Generator erzeugt dann Strom. Mit einer elektrischen Leistung von rund 50 Megawatt und jährlich über 3.500 Betriebsstunden werden hier pro Jahr mehr als 160 Gigawattstunden ins Netz eingespeist. Solarthermische Kraftwerke können durch die Zwischenspeicherung der Wärme aus dem Licht – anders als bei der Photovoltaik – auch nach Sonnenuntergang noch Strom produzieren. Dafür muss man die durch Sonnenstrahlung tagsüber entstehende Wärme allerdings in riesigen Tanks speichern. Eine Technologie, die in dieser großtechnischen Anwendung erstmals zum Einsatz kommt.
Ist die Solarthermie wegweisend für erneuerbare Energien? Kraftwerkbetreiber investieren bereits erheblich in diese Energiegewinnung.
Einen weiteren Artikel zu Versuchs-Anlagen der Solarthermie mit Sonnentürmen finden sie hier.
© mce mediacomeurope GmbH 2010
Sonnenstrom aus solarthermischen Kraftwerken
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Solartürme vor dem großtechnischen Durchbruch?
Unter der heißen Sonne Spaniens arbeiten Energieforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, kurz DLR, auf der Solarforschungsanlage Plataforma Solar de Almeria. Auf einem 100 Hektar großen Gelände testen Mitarbeiter des Instituts für Technische Thermodynamik unterschiedliche Solartechnologien unter praxisnahen Bedingungen. Die Anlage ist damit ein weltweit führendes Testzentrum für konzentrierende Hochtemperatur-Solartechnik.
In solarthermischen Anlagen wird die Sonnenstrahlung mit Spiegeln gebündelt und in Form von Wärme zu einem zentralen Kraftwerk übertragen. Dort erzeugt die Wärme über einen Wärmetauscher Wasserdampf. Dieser treibt anschließend eine konventionelle Turbine an. Diese ist an einen Generator gekoppelt, der den Strom erzeugt. Im Vergleich zur Photovoltaik, die Strom direkt aus Sonnenlicht gewinnt, bietet dieses Verfahren zwei wesentliche Vorteile: Die erzeugte Wärme lässt sich speichern, die Turbine kann also auch dann Strom erzeugen, wenn die Sonne nicht scheint. Außerdem ist eine Zufeuerung über konventionelle Methoden im Kraftwerk möglich. Aus diesem Grund sehen Energie-Erzeuger in solarthermischen Kraftwerken eine großtechnisch effektive Methode.
In Almeria testet die DLR unterschiedliche Methoden, darunter auch den Solarturm. Die Sonnenenergie wird auf einen Receiver an der Spitze eines Turms gebündelt. Hier kommt sie über einen Wärmetauscher zum Kraftwerk. Diese Technologie wird auch in Jülich von den Stadtwerken als Versuchs- und Demonstrationsanlage getestet. Die sogenannten Parabolrinnen-Kollektoren fokussieren demgegenüber die Lichtstrahlen über eine gekrümmte Spiegelfläche auf eine zentral verlaufende Röhre. Sie ist mit fließendem Öl gefüllt, das sich aufheizt und die darin gespeicherte Wärme zum zentralen Kraftwerk transportiert.
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Meisterwerk der Technik: die “Elektrische Viktoria”
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Nachbau des ersten E-Mobils von Siemens aus dem Jahr 1905
Steigende Ölpreise und das wachsende Umweltbewußtsein haben das elektrisch betriebene Fahrzeug heute als Trendsetter etabliert. Elektroautos könnten das Fortbewegungsmittel der Zukunft werden. Doch wer glaubt, das Elektrofahrzeug sei eine Invention des 21. Jahrhunderts, der irrt gewaltig. Schon vor über hundert Jahren sah man Elektromobile auf den Straßen der deutschen Hauptstadt. In Zeiten, in denen Pferdekutschen für die Beförderung in Städten üblich waren, entwickelte kein geringerer als der große Erfinder Werner von Siemens elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Seine “Elektrische Viktoria” aus dem Jahr 1905, eine Ingenieurleistung der Extraklasse, diente damals als elegantes Hoteltaxi. In einem aufwändigen Restaurierungs-Projekt hat Siemens das historische Meisterwerk des Firmengründers wieder fahrbar gemacht.
© Siemens AG 2010
Hologramm-Kopierschutz für Massenprodukte
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Sprengprägen verhindert Technologieklau
Produktpiraterie verursacht weltweit Schäden in Milliardenhöhe. Experten schätzen, dass rund zehn Prozent des Welthandelsvolumens mit gefälschten Produkten erzielt werden. Mit dem Verfahren des Sprengprägens wird Kopierschutz nun auch für Massenware möglich. Erarbeitet wurde die patentierte Technologie von Dipl.-Ing. Günter Helferich vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal. Er erhielt für die Entwicklung dieses Plagiatschutzes einen der Joseph-von-Fraunhofer-Preise des Jahres 2009. Das Sprengprägen ermöglicht das unmittelbare Strukturieren von Metalloberflächen. Mit diesem Verfahren lassen sich sogar die Strukturen weicher holografischer Prägevorlagen – Nickelshims – in Formeinsätze für das Spritzgießen übertragen. Mittels der auf diese Weise strukturierten Formen lassen sich Kunststoff-Massenprodukte ohne zusätzlichen Arbeitsprozess mit deutlich sichtbarem Hologramm als Kopierschutz fertigen. Damit sind alle Bauteile über den in Kunststoff eingegossenen Fingerprint eindeutig zu identifizieren. Das Sprengprägen holografischer Strukturvorlagen ist nicht kopierfähig – selbst wenn identische Vorlagen verwendet würden, denn dieser Vorgang lässt sich von Produktfälschern niemals im Detail nachvollziehen – der ideale Piraterieschutz also.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2009>
Den Pollen auf der Spur
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Entwicklung spezifischer Messgeräte zur Erfassung kleinster Partikel
Die Luft ist voller Partikel, die Millionen von Allergikern im täglichen Leben behindern. Professor Thomas Berlage vom Fraunhofer-Institut für angewandte Informationstechnik, kurz FIT, hat gemeinsam mit dem Deutschen Wetterdienst und Industriepartnern den Prototyp für ein automatisiertes System zur stündlichen Pollenanalyse entwickelt, das aktuellere, präzisere Pollenvorhersagen möglich macht. Zunächst saugen Pumpen eine genau bemessene Menge Luft an. Anschließend sortieren rotierende Luftströme alle Partikel in Pollengröße aus und betten diese auf einem Objektträger ein. Die über ein Objektiv gesammelte Bildinformation wird anschließend weiter ausgewertet. Ziel ist es, künftig auch tageszeitliche Veränderungen des Pollenfluges zu erfassen und daraus schließlich ein numerisches Pollenflug-Vorhersagemodell zu entwickeln.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2009
Optische Datenspeicher: Aus Rot wird Blau
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Blauer Laser – großer Speicher
In jedem CD-Spieler und DVD-Laufwerk arbeiten winzige Laser im Verborgenen. Der gebündelte rote Lichtstrahl kann Informationen mit Gigabits in kurzen Zeiteinheiten von den Silberscheiben lesen. Jetzt arbeitet die Entwicklung an blauen Lasern aus Gallium-Nitrid. Sie können weit mehr Information auf engeren Raum schreiben und lesen als die bisherigen roten Laser. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperforschung arbeitet in einem vom Forschungsministerium geförderten Verbundforschungsprojekt mit Osram an seiner Entwicklung.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2004
Kostengünstige und effektive Keramikfilter
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Wenn das Eckige ins Runde muss
Für Pkw sind Partikelfilter schon Standard bei der Erstausrüstung. Baumaschinen, Stadtbusse oder Müllwagen, die in wesentlich kleineren Serien produziert werden, sollen demnächst nachziehen. Die Herstellung solch kleiner Serien ist momentan nur sehr aufwändig und unflexibel möglich. Fraunhofer-Forscher am Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden entwickelten ein neues Material und Design für Keramikfilter; sie können so kostengünstig produziert werden. In Zusammenarbeit mit der HUSS Umwelttechnik GmbH stellten die Fraunhofer-Forscher den kompletten Fertigungsprozess auf die Füße, um robuste Dieselpartikelfilter in kleiner Serie herzustellen.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2009
Visual Analytics – eine neue Disziplin entsteht
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Durchblick im Daten-Dschungel
Internet, Unternehmensnetze, Sensoren, Simulationen und elektronische Prozesse liefern unzählige Informationen. Doch wie kann man aus der Masse der Daten genau die Informationen herausfiltern, die wirklich wichtig sind? Und wie lassen sich die Informationen so darstellen, dass der Nutzer sie auch optimal verwerten kann? Hilfe bietet »Visual Analytics«. Die neue Disziplin verbindet die automatische Datenanalyse mit neuartigen Techniken zur Visualisierung. Solche Visual Analytics ist überall einsetzbar, wo Menschen Entscheidungen aufgrund von komplexen und dynamischen Daten treffen müssen, beispielsweise im bereich der Fianz-Dienstleistungen, aber auch in der Medizin. Visual Analytics kann weiter helfen, logistische Abläufe zu optimieren oder den Überblick bei Katastrophen zu behalten. Visuelle Darstellungen können etwa die Analyse von Verbreitungsmustern ungewöhnlicher Krankheiten erleichtern, Auffälligkeiten bei der Nutzung von Kreditkarten sichtbar machen und Muster beim Kundenverhalten aufzeigen.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2009>
OLED – das Licht von morgen
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Selbstleuchtende Halbleiter als Beleuchtungsquelle
Das Prinzip kennen wir aus der Biologie – beispielsweise von den selbstleuchtenden Glühwürmchen. OLEDs sind Halbleiter-Stoffe, die durch Stromzufuhr selbst leuchten. Schon heute werden sie in kleinen Displays eingesetzt. Morgen könnten sie als Beleuchtungsquelle oder als elektronische Tapete eingesetzt werden. Susanne Päch stellt in dieser Studiomoderation das Funktionsprinzip vor und gibt einige Marktausblicke der Technologie.
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Helmholtz-Zentrum München
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Wie Röntgenstrahlen im Körper wirken
Das Helmholtz-Zentrum München befasst sich seit über vierzig Jahren mit der Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Organismus. Sie entsteht beispielsweise bei Röntgen-Untersuchungen, in der Computer-Tomographie sowie auch beim therapeutischen Einsatz von Radionukliden, wie sie heute bei der Tumorbehandlung zum Einsatz kommen. Science-TV berichtet in diesem Beitrag über die neuesten Forschungen am Helmholtz-Zentrum. Sie betreffen sowohl die Analyse der Strahlenwirkung auf den Organismus als auch Entwicklungen in der Computer-Tomographie zur Reduzierung der Strahlungsbelastung.
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