Aufbau und Forschungsbetrieb eines Modellcampus
Im Rahmen der vier Forschungsaspekte Energie und Antrieb, Raum und Verkehr, Vernetzung und Autonomie sowie Chancen und Auswirkungen werden ausgehend von dem zukünftigen Mobilitätsbedarf von Gesellschaft und Armee ganzheitliche Lösungen von der Raumplanung über die lokale Erzeugung von CO2-neutralen Energieträgern (Strom, Wasserstoff, Ethanol), innovativen Antriebssträngen über das autonome Fahren bis hin zur Vernetzung der Verkehrsinfrastruktur, Fahrzeug und Nutzer entwickelt.
Das Ziel von »MORE« ist die ganzheitliche Demonstration einer nachhaltigen und umweltschonenden Mobilität der Zukunft auf dem Campus der Universität der Bundeswehr München. Ausgehend von den Anforderungen der Nutzer der Modellstadt (Studierende, Forscher, Verwaltung, Mitarbeiter) und denen einer modernen Armee sowie den Klima- und Nachhaltigkeitszielen der Bundesregierung, werden alle dafür notwendigen Teilsysteme im Rahmen der vier Forschungsaspekte Energie und Antrieb, Raum und Verkehr, Vernetzung und Autonomie sowie Chancen und Auswirkungen vernetzt entwickelt.
Projektlaufzeit: 01.10.2020 bis 31.12.2024
Detaillierte Bildbeschreibung aufklappen >
Im Bild ist die MORE »Smart Power Plant« zu sehen. Das übergeordnete Ziel hierbei ist, dass sowohl eine CO2-neutrale Energieversorgung gewährleistet werden soll, als auch eine Sektorenkopplung zwischen verschiedenen Systemen stattfinden soll. In der Grafik werden die verschiedenen Prozesse dargestellt. Der erzeugte Strom aus Photovoltaik und der Windkraftanlage kann hierbei für vier verschiedene Prozesse verwendet werden:
1. Zur elektrolytischen Erzeugung von Wasserstoff
2. Zur Einspeisung in das Universitätsnetz
3. Zum Laden von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV, PHEV) und
4. Zur Einspeisung in den Batteriespeicher.
Im Batteriespeicher wird der überschüssige Strom zwischengespeichert, um beispielsweise eine ausfallsichere Stromversorgung für kritische Verbraucher, wie das Rechenzentrum, zu gewährleisten. Der erzeugte Wasserstoff wird in Druckbehältern gespeichert und kann für diese Prozesse verwendet werden:
1. Zur Rückverstromung in das universitäre Netz durch Umwandlung der chemischen Energie mit Hilfe einer Brennstoffzelle in elektrische Energie.
2. Zum betanken von FCEV Fahrzeugen und
3. Zur Bereitstellung von Wasserstoff für ein Blockheizkraftwerk (BHWK).
Das BHKW ist ein Motor, welcher gasförmige Energieträger verbrennt. Als Energieträger kann in diesem Fall Wasserstoff oder Erdgas verwendet werden. Der Motor verbrennt den Energieträger, wobei er chemische in mechanische Energie umwandelt. Die mechanische Energie treibt den Generator wiederum an, welcher Storm produziert. Der erzeugte Strom kann dann anschließend wieder in das universitäre Netz eingespeist werden. So soll auf dem Campus der Universität der Bundeswehr München eine regenerative Erzeugung und Speicherung von CO2-neutralen Energieträgern für die Infrastruktur und den Mobilitätsbedarf gewährleistet sein. Zudem führt dies zu einem optimierten Ausgleich zwischen Energieerzeugung und -verbrauch.
Die gesamtheitliche Betrachtung des Lebenszyklus der relevanten Technologiebausteine und Methoden liefert dabei während der Laufzeitzeit des Projekts einzigartige Daten hinsichtlich der Auswirkungen auf Mensch und Umwelt der in der Entwicklung befindlichen Teilsysteme und des Gesamtsystems »Mobilität« und hat damit direkte Rückwirkung auf die Entwicklung selbst: Welche Konzepte entsprechen schon den Anforderungen, welche benötigen noch eine weitere Optimierung oder Grundlagenforschung, bevor diese zu Demonstratoren weiterentwickelt werden können.
Detaillierte Bildbeschreibung aufklappen >
Es werden an der Universität der Bundeswehr in München verschiedene Antriebskonzepte getestet.
Durch erneuerbare Kraftstoffe sollen verschiedene Brennverfahren getestet werden:
1. reactivity controlled compression ignition (RCCI)
2. Vorkammerbrennverfahren und
3. Brennstoffzellen
Durch eine optimierte Auslegung von den neuen Brennverfahren müssen im Optimalfall weniger Betriebspunkte ausgelegt werden. Dies wiederum führt zu niedrigeren Emissionen und höhe Wirkungsgrade sind möglich. Durch erneuerbare Energien soll elektrische Energie für das laden der »Smart Batterie« im Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden. Die »Smart Batterie« besteht aus einem On-board Ladegerät, einem Batterie Management System und einem Motorumrichter. Zusätzlich werden neuartige Elektromotoren für Fahrzeuge entwickelt, um beispielsweise höhere Wirkungsrade zu erzielen und die Leistungsdichte zu erhöhen. Das Ziel ist es, Fahrzeuge mit erneuerbaren, CO2-neutralen umweltfreundlichen Fahrzeugantrieben zu entwickeln.
Die innovativen Teilsysteme werden in den täglichen Ablauf der Universität der Bundeswehr München integriert, um den gesamten Campus kontinuierlich zu einer digitalen, hochvernetzten, nachhaltigen Modellstadt weiterzuentwickeln. So werden beispielsweise eine CO2-neutrale Energieerzeugung demonstriert, die MORE-Fahrzeuge mit neuen batterieelektrischen und hybriden Antrieben ausgestattet, die MORE-Sensorik auf dem Campus und die MORE-Apps mit Nutzeranfragen zur Optimierung der Verkehrsströme und Transportwege genutzt und die Post- und Warenverteilung mittels autonomer Shuttles und Roboter optimiert.
Im weiteren Verlauf werden diese Technologien für den Einsatz im militärischen Bereich weiterentwickelt und können auf dem Testgelände direkt erprobt werden.
Kontakt
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Christian Trapp
Universität der Bundeswehr München
Fahrzeugantriebe
Institut für Energie- und Antriebstechnik
Projektbeteiligte
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Maschinenbau
Institut für Chemie & Umwelttechnik
Prof. Dr. Thomas Adam
Tel.: +49 89 6004-4649
E-Mail: thomas.adam@unibw.de
www.unibw.de/mb/institute/we6
Universität der Bundeswehr München
Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften
Raumplanung und Mobilität
Prof. Dr. Christian Jacoby
www.unibw.de/bau
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Elektrische Energiesysteme
Prof. Dr. Thomas Weyh
www.unibw.de/eit7
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Technik Autonomer Systeme
Prof. Dr. Hans-Joachim Wünsche
www.unibw.de/lrt
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Elektrische Antriebstechnik
Prof. Dr.-Ing. Dieter Gerling
www.unibw.de/eaa
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Elektrotechnik und Technische Informatik
Verteilte Intelligente Systeme
Prof. Dr. Antje Neve
www.unibw.de/etti
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Thermodynamik
Prof. Dr. Michael Pfitzner
www.unibw.de/regelungstechnik-eit
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Elektrotechnik und Technische Informatik
Embedded Systems
Prof. Dr. Ferdinand Englberger
www.unibw.de/etti
Universität der Bundeswehr München
Fakultät fürLuft- und Raumfahrttechnik
Numerische Methoden in der Luft- und Raumfahrttechnik
Prof. Dr. Markus Klein
www.unibw.de/lrt
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Wirtschafts- und Organisationswissenschaften
Wandel und Nachhaltigkeit
Prof. Dr. Axel Schaffer
www.unibw.de/wow
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik
Institut für Angewandte Mathematik und
Wissenschaftliches Rechnen
Professur für Ingenieurmathematik
Prof. Dr. Matthias Gerdts
Tel.: +49 89 6004-2672
E-Mail: matthias.gerdts@unibw.de
www.unibw.de/ingmathe
Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Betriebswirtschaft
Finanzwirtschaft und Controlling
Prof. Dr. Manfred Sargl
www.unibw.de/bw
Universität der Bundeswehr München
Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften
Intelligente, Multimodale Verkehrssysteme
Prof. Dr. Silja Hoffmann
www.unibw.de/bau
Universität der Bundeswehr München
Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften
Verkehrsinfrastruktur und Verkehrtstechnik
Prof. Dr. Axel Leonhardt
www.unibw.de/bau
