Das Smart Grid LAB, entstanden aus dem Projekt Smart Grid LAB Hessen, entwickelt sich weiter: Im Rahmen des aktuellen Projekts SGLive werden Umbauten und Erweiterungen im Labor vorgenommen. Und Praxis wird dabei durchaus wörtlich genommen: Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin packt selbst mit an und beteiligt sich praktisch an der Verdrahtung im Labor. Genau diese Verbindung aus wissenschaftlicher Arbeit, technischer Umsetzung und persönlichem Engagement macht das Smart Grid Lab besonders. Denn moderne Niederspannungsnetze, Digitalisierung und intelligente Netzführung lassen sich nicht nur auf dem Papier entwickeln – sie müssen auch aufgebaut, erprobt und verstanden werden. Mit den Umbauten im Rahmen von SGLive wird das Labor weiterentwickelt und schafft damit die Grundlage, neue Ansätze für den Netzbetrieb unter realitätsnahen Bedingungen aufzubauen, zu testen und weiterzuentwickeln. Vielen Dank für den persönlichen Einsatz und die tatkräftige Unterstützung dem gesamten Team!
Aktuelles Projekt Partner Presse Pressematerial Smart Grid LAB Hessen - Das Reallabor Impressionen - Vorstellung Reallabor 27.09.2022 Impressionen - Abschlussveranstaltung
Für die Leistungselektronik haben sich in den letzten Jahren neben den traditionellen Anwendungsfeldern wie drehzahlregelbaren Antrieben und Schaltnetzteilen große neue Märkte und Anwendungsfelder ergeben. Die Elektromobilität erfordert in besonderem Maße innovative Lösungen für Antriebe und Batteriemanagement. Auch die Anwendung in der Energieversorgung durch Solarwechselrichter ist ein neuer Massenmarkt geworden. Zusätzlich findet die Leistungselektronik in der Energieversorgung zunehmend Anwendung. Die Anbindung von Offshore-Windanlagen über Hochspannungsgleichstrom und der geplante HGÜ-Backbone für das deutsche Verbundnetz sind bekannte Beispiele. Im Labor für Leistungselektronik werden Studierende der Studiengänge Bachelor Elektrotechnik/Energietechnik Master Elektrotechnik/Power Mechatronik/Antriebstechnik Wirtschaftsingenieurwesen an leistungselektronischen Geräten und Anlagen geschult und für zukünftige Aufgaben vorbereitet. Als Geräte stehen netzgeführte Stromrichter, Wechselstrom- und Drehstromsteller, Frequenzumrichter, verschiedene Chopperschaltungen, Solarwechselrichter und ein Matrixumrichter für Messungen und Versuche zur Verfügung. Die Ausrüstung des Labors mit einer leistungsstarken Einspeisung, hochpräzisen Leistungsmessgeräten und schnellen Oszilloskopen erlaubt auch die Durchführung von Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten mit und für Industriepartner. Die Kapazitäten des Labors für Leistungselektronik werden sinnvoll ergänzt durch die Möglichkeit, mit Mikroelektronik schnelle Signalschaltungen mit hoher zeitlicher Präzision zur Steuerung von Umrichtern zu generieren. Kontakt
Im Bereich der Kommunikationsnetze werden die Grundlagen zur Kommunikation über IP-Protokolle gelegt. Weiterhin werden Themen der IoT und der IT-Sicherheit behandelt. Im Labor sind Cisco-Router vorhanden wie auch Switche, mit denen IPv4 und IPv6 wie auch dynamisches Routing für die Netzwerktechnik behandelt werden. Das Labor hält die Cisco-Akademie der Hochschule Darmstadt Speziell für VoIP wurde ein Laborversuch aufgebaut, wie auch für KNX zum Thema Gebäudesystemtechnik. Weiterhin wurde ein Server-Cluster mit 3 Servern und schnellem Storage (FC) mit VMWare und Proxmox aufgebaut, um Virtualisierungssysteme zu testen. Zum Thema IoT wurden Sensor-Versuche mit Raspberry PI entwickelt. so dass das Internet der Dinge dargestellt werden kann. Im Bereich der Forschung wurden in der Vergangenheit folgende Themen behandelt: Intelligente Energienetze, Smart Grid (BMWi Forschungsprojekt) Security für IoT und Industrieanlagen, Industrie 4.0 Beteiligung an der Entwicklung der DIN-Norm zur Messung der Qualität von Internet-Zugängen in Deutschland Aktuelle Schwerpunkte des Bereiches sind Virtualisierung und Security. Im Bereich der Netzwerke wurde ein Competence Center gegründet Netzwerk- und Virtualisierungs-Competence Center Kontakt
In der Vertiefung Kommunikationstechnologie geht es darum, alle Arten von Informationen zuverlässig, flexibel und schnell zu übertragen - über Kabel, mobile Netzwerke bis hin zum Internet der Dinge. Sie lernen die Technologien zu verstehen und einzusetzen, die unsere moderne, digitale Welt vernetzen. Im Studium beschäftigen Sie sich mit Themen wie Nachrichtentechnik, Hochfrequenztechnik, digitalen Übertragungsverfahren und modernen Kommunikationsnetzen. Auch Aspekte wie Mobilfunk, Glasfasertechnik, drahtlose Kommunikation und digitale Signalverarbeitung spielen in dieser Vertiefung für sie eine zentrale Rolle. In praxisnahen Projekten und Laboren können sie ihr erlerntes Wissen direkt einsetzen und Lösungen für reale Kommunikationssysteme entwickeln. So sind sie bestens vorbereitet für eine Karriere in einer Branche, die eine wesentliche Grundlage unserer vernetzten Gesellschaft bildet. Flugsicherungstechnik Ohne die Prinzipien der Nachrichtentechnik wäre ein sicherer Flugverkehr nicht möglich. Sie sorgt für eine stabile Kommunikation von und zu Flugzeugen, die Ortung aller Objekte im Luftraum und eine zuverlässige Navigation. In einer Kooperation mit der Deutschen Flugsicherung (DFS) in Langen gibt es die Möglichkeit, das Studium der Elektro- und Informationstechnik in einem dualen Studium als Flugsicherungsingenieur abzuschließen. Wir vermitteln dabei die Grundlagen, um Radar-, Kommunikations- und Instrumentenlandesysteme verstehen, betreiben und sogar weiterentwickeln zu können. Die entsprechenden Praxisphasen bei DFS ergänzen das Studium um die dazu passenden Erfahrungen aus der Praxis. Auch ein flugsicherungstechnisches Projekt ist Teil dieses Studiums, in dem Studierenden eine Teamarbeit zu einem Thema aus der Flugsicherungstechnik umsetzen. Weitere Informationen zum dualen Studium Flugsicherungsingenieur gibt es unter: https://karriere.dfs.de/de/berufswelten/duales-studium/flugsicherungsingenieur Optische Nachrichtentechnik Im Labor Optische Nachrichtentechnik werden die physikalischen Grundlagen und technischen Verfahren der faseroptischen Übertragung praxisnah erfahrbar gemacht. Studierende lernen hier, optische Übertragungssysteme aufzubauen, zu vermessen und im Hinblick auf ihre Leistungsfähigkeit zu analysieren – von der einzelnen Glasfaserstrecke bis zum komplexen optischen Netz. Kommunikationsnetze Im Bereich der Kommunikationsnetze werden die Grundlagen zur Kommunikation über IP-Protokolle gelegt. Weiterhin werden Themen der IoT und der IT-Sicherheit behandelt. Im Labor sind Cisco-Router vorhanden wie auch Switche, mit denen IPv4 und IPv6 wie auch dynamisches Routing für die Netzwerktechnik behandelt werden. Das Labor hält die Cisco-Akademie der Hochschule Darmstadt Speziell für VoIP wurde ein Laborversuch aufgebaut, wie auch für KNX zum Thema Gebäudesystemtechnik. Weiterhin wurde ein Server-Cluster mit 3 Servern und schnellem Storage (FC) mit VMWare und Proxmox aufgebaut, um Virtualisierungssysteme zu testen. Zum Thema IoT wurden Sensor-Versuche mit Raspberry PI entwickelt. so dass das Internet der Dinge dargestellt werden kann. Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik Drahtlose Techniken in den Bereichen Kommunikation (Mobilkommunikation, WLAN), Identifikation (RFID), Navigation (RADAR) und Ortung (GPS) finden zunehmend Verbreitung. Grundlage hierfür ist die Hochfrequenztechnik indem sie die physikalischen Aspekte angefangen bei Bauelementen über Schaltungen und Antennen bis hin zur Wellenausbreitung bei hohen Frequenzen betrachtet und beim Entwurf von Systemen berücksichtigt. Auch in anderen Bereichen, wie der elektromagnetischen Verträglichkeit zwischen Systemen, dem Entwurf hochdatenratiger Digitalsysteme und spezieller Methoden zur Materialcharakterisierung oder Diagnose in der Medizintechnik, erfordern zunehmend – zumindest in ihren Grundlagen - Kenntnisse der Hochfrequenztechnik.
Im Rahmen der Veranstaltung „Trendclash: AI meets Human-Robot-Collaboration“ im House of Logistics and Mobility (HOLM) hielt die Forschungsgruppe AWA einen praxisnahen Impulsvortrag. Gezeigt wurde, wie mobile, vierbeinige Roboter, die mit moderner Sensorik und intelligenter Auswertelogik ausgestattet sind, künftig zur automatisierten Inspektion und Dokumentation auf Baustellen eingesetzt werden können. Das Ziel besteht darin, Umgebungsdaten direkt vor Ort strukturiert zu erfassen und unmittelbar zu verarbeiten, um Bauleitende und Architekturbüros bei fundierten Entscheidungen zu unterstützen. Die vorgestellten Ansätze tragen zu mehr Transparenz, Effizienz und Sicherheit auf realen Baustellen bei und sind ein Schritt in Richtung einer vernetzten, datengetriebenen Baustelle der Zukunft. Ein herzlicher Dank geht an das HOLM-Cluster Hessen Aviation sowie an alle Beteiligten für die gelungene Organisation und den inspirierenden Austausch!
SGLive – Smart Grid LAB Live Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Ingo Jeromin Partner: Hochschule Darmstadt (FB EIT und FB I) Ingenierubüro Pfeffer GmbH House of Energy Laufzeit: 11.2025 - 10.2028 Gesamtvolumen: 1,68 Mio. € Fördervolumen: 977.000 € Gefördert durch: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) / Hess. Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr, Wohnen und ländlichen Raum Weitere Infos: SGLive Webseite Ansprechpartner Veröffentlichungen gefördert durch Übersicht Das Projekt SGLive befasst sich mit der Digitalisierung der Verteilnetze und vereint die Expertise von drei Partnern. Es baut auf dem Vorgängerprojekt „Smart Grid LAB Hessen“ auf. Das bestehende Labor wird von der Hochschule Darmstadt um aktive und sichere Steuerungsverfahren sowie resiliente Betriebskonzepte erweitert. Ein besonderer Fokus liegt auf der Entwicklung einer Cyber-Sicherheitsarchitektur. Die Konzepte und Methoden werden anschließend im Labor implementiert und evaluiert. Projektbeschreibung Die Energie-, Mobilitäts- und Wärmewende erfordert eine Umstellung der Betriebsweise der bestehenden elektrischen Verteilnetze. Zunehmende Schwankungen in dezentraler Erzeugung und Verbrauch können schnell eine Netzüberlastung zur Folge haben. Verteilnetzbetreiber müssen deshalb ihre Niederspannungsnetze digitalisieren, um die notwendige Flexibilisierung für die Energiewende zu gewährleisten. Durch die Implementierung von Smart Grids kann der Netzausbau reduziert werden, es fallen aber große Datenmengen an, die sicher zu verarbeiten, weiterzuleiten und zu nutzen sind. Hier setzt das Projekt SGLive an: Das bestehende Labor wird gezielt u.a. mit Smart-Meter-Gateways nachgerüstet. Der Fachbereich Elektro- und Informationstechnik entwickelt eine Steuerungsplattform, die es erlaubt, flexibel auf die Daten der Flexsumer reagieren zu können. Darüber hinaus wird eine Betriebskonzeption erarbeitet, die die Ortsnetzstation zum „Vorposten der Leitwarte“ aufrüstet. Sie beugt eigenständig und automatisiert Engpässen vor, erkennt diese, greift im Bedarfsfall ein und hält das Netz stabil, ohne dass der Flexsumer eingeschränkt wird. Steuerungsplattform und Betriebskonzeption werden in der realitätsnahen Umgebung des Smart Grid LAB implementiert und evaluiert. Der Fachbereich Informatik prüft und identifiziert den Nachrüstbedarf aus Sicht der Cyber-Sicherheit. Es werden Fragestellungen der Authentifizierung und Autorisierung beantwortet sowie Sicherheitskonzepte umgesetzt, welche aufrüstbar für zukünftige Standards sind. Die Informatiker entwickeln Cyber-Sicherheitslösungen für ein resilientes Verteilnetz, und gestalten daraus eine umfassende Sicherheitsarchitektur, die implementiert und evaluiert wird. Das Ingenieurbüro Pfeffer verantwortet die praktische Umsetzung der entwickelten Konzepte für Nachrüstung, Betrieb und Sicherheit. Es erweitert auf dieser Grundlage das bestehende Geschäftsmodell zur ganzheitlichen Digitalisierung von Ortsnetzstationen, welches es auch kleineren Netzbetreibern ermöglicht, ein intelligentes Verteilnetz flexibel und sicher zu betreiben . Außerhalb des Projektvolumens stellt das Ingenieurbüro Pfeffer seine Räumlichkeiten und Infrastruktur für dieses Projekt zur Verfügung. Dazu zählen unter anderem eine eigene Ortsnetzstation, PV-Anlage, Batteriespeicher und E-Ladestationen. Ziele Ein umfassendes Konzept zur Transformation des passiven Niederspannungsnetzes hin zu einem aktiv steuerbaren und resilienten Smart Grid ist das übergeordnete Ziel. Sowohl die Betriebsführung als auch Smart Metering sind Teil der Untersuchungen. Das Projekt verfolgt vier Arbeitsziele: Neue Ansätze zum resilienten, optimierten, datengetriebenen Betrieb von Stromnetzen unter Einbindung regenerativer Energien und Sektorenkopplung Cyber-Sicherheitslösungen für ein resilientes Verteilnetz unter Einbindung von Messung und Zählung Umsetzung, Integration und Evaluation der Betriebskonzeption und Cyber-Sicherheit im Labor unter realitätsnahen Betriebsbedingungen Ableitung von Geschäftsmodellen für ein Angebot einer ganzheitlichen Lösung für kleinere Verteilnetzbetreiber
Die Vertiefungsrichtung Energietechnik im Bachelorstudiengang zeigt dir, wie Energie effizient erzeugt, umgewandelt und genutzt wird. Du beschäftigst dich mit den Technologien, die unsere Energieversorgung heute und in Zukunft sichern – von klassischen Kraftwerken bis hin zu erneuerbaren Energien. Im Studium lernst du die Grundlagen der elektrischen Energietechnik, der Energieübertragung und -verteilung sowie moderner Energiesysteme kennen. Themen wie regenerative Energien, Energiespeicher, Leistungselektronik und nachhaltige Versorgungskonzepte stehen dabei im Mittelpunkt. In praxisnahen Projekten und Laboren wendest du dein Wissen direkt an und entwickelst Lösungen für reale Herausforderungen der Energieversorgung. So bereitest du dich optimal auf eine Karriere in einer Branche vor, die eine Schlüsselrolle für die Zukunft spielt. Clarke-Transformation Studierende lernen praxisnah – mit der selbstgebauten Messbox Wie wird aus abstrakter Theorie anschauliche Elektrotechnik? Studierende der Vertiefung Energie-, Elektronik- und Umwelttechnik haben im Rahmen eines ingenieurwissenschaftlichen Projekts eine eigene Clarke-Transformations-Messbox entwickelt und aufgebaut. Mit ihr lassen sich Drehstromsysteme und das Verhalten elektrischer Maschinen direkt im Labor visualisieren – wichtige Grundlagen etwa für moderne elektrische Antriebe und die Elektromobilität. Von der Schaltungsentwicklung über Messtechnik und Fehlersuche bis zur Gestaltung des Gehäuses konnten die Studierenden ihr theoretisches Wissen praktisch anwenden und eigene Lösungen umsetzen. Das Projekt zeigt beispielhaft, wie praxisnah und abwechslungsreich das Elektrotechnikstudium an der Hochschule Darmstadt ist. Projektdetails
Konventioneller Ausbau ist, und damit das bilden einer „Kupferplatte“, nicht tragbar. Wie können Alternativen zu diesem Ausbau aussehen? Vor diesem Hintergrund entstand die Idee ein Labor zu errichten, welches sich der damit ergebenen Fragestellungen auf der Niederspannungsebene annimmt und eine sichere Umgebung schafft, um aktive Steuerungsverfahren und ihre Funktionalität unter praxisnahen Bedingungen zu testen. Das Labor wurde beim Projekt Partner Ingenieurbüro Pfeffer GmbH in Rödermark errichtet. Dorthin wird herzlich zum 01.07.2024 zu einem Workshop eingeladen: Ingenieurbüro Pfeffer GmbH Carl-Benz-Str. 13 63322 Rödermark Der persönliche Austausch soll an diesem Tag nicht zu kurz kommen. Wir freuen uns neue Perspektiven und Erfahrungen von Ihnen zu erfahren. Anmeldung: Um eine formlose Anmeldung bis zum 09.06.2024 an laureen.wentland@h-da.de wird gebeten. Agenda - 01.07.2024 9:00 Ankunft 9:30 Herzlich Willkommen und Einführung in den Tag Prof. Dr. Ingo Jeromin Ingenieurbüro Pfeffer GmbH – Vorstellung des Unternehmens Sophia oder Matthias Pfeffer Forschungsprojekt „Smart Grid LAB Hessen“ – Projektvorstellung, Ziel war es eine „Straße der Zukunft“ abzubilden Till Neukamp Kaffeepause 11:00 Die intelligente Ortsnetzstation im zellularen Ansatz – Vorstellung der Masterarbeit zu digitalen Ortsnetzstationen im Verteilnetz Simon Plützer Zeitreihenprognose – Einführung in die Zeitreihenprognose an Beispielen eines Lastprofiles Lars Weispfenning Mittagspause 12:45 Rundgang Live Demonstration – Vorführung eines Längsspannungsreglers Paragraph 14a EnWG – Welche Änderungen sind zum Jahreswechsel in Kraftgetreten? Prof. Dr. Ingo Jeromin Kaffeepause 14:30 Abregelungen – Stufenplan und Algorithmen – Wie lässt sich ein Verteilnetz stabil halten und regeln? Till Neukamp Diskussion Zusammenfassung 16:00 Ende
Klimawandel, Lärm- und Abgasemissionen, Abhängigkeit von ölexportierenden Staaten, Energiewandel sowie Verkehrsprobleme in Ballungsgebieten und Megacities erfordern ein Umdenken im Bereich der Mobilität. Elektrische Antriebe für Fahrzeuge auf der Straße, der Schiene, zu Wasser und sogar auch in der Luft bieten erfolgversprechende Lösungskonzepte und werden zukünftig die auf fossiler Energie basierenden Antriebe mehr und mehr verdrängen. Hierzu besteht im Bereich der elektrischen Energiespeicher und der elektrischen Antriebssysteme noch erheblicher Forschungs- und Ausbildungsbedarf. Hierfür soll das Labor für Elektromobilität zu einem Kompetenzzentrum erweitert werden. Im derzeit im Aufbau begriffenen Kompetenzzentrum für Elektromobilität schließen sich Lehrende am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik zusammen um Entwicklungs- und Forschungsprojekte in diesem Bereich durchzuführen. Hierzu stehen das Labor für Elektromobilität mit seinen Einrichtungen und Prüfständen zur Verfügung. Die Forschungsschwerpunkte werden unter anderem bei folgenden Themen liegen: Innovative Fahrzeugkonzepte Elektrische Antriebstechnik Elektrische Energiespeicher Leistungselektronik Ladestationen Batteriemanagementsysteme Sensorlose Regelung von Synchronreluktanzmotoren für Elektrofahrzeuge Expertensystem zur Auslegung von Elektromotoren Wasserstofftechnik und Brennstoffzellen Rotorpositionssensorik und Sensorik für intelligentes Batteriemanagement und Ladetechnik Fahrzeug-Informationssysteme Integration der Elektrofahrzeuge in die Gebäudetechnik und Smart Grids Über den Forschungsschwerpunkt Elektromobilität fsemo , der Initiative für Nachhaltige Entwicklung INE und den Forschungscampus „Individualisierte Nachhaltige Mobilität“ (FC³) bestehen Vernetzungen mit anderen Einrichtungen der Hochschule Darmstadt sowie anderen Hochschulen in Hessen. Beispiele für bisherige (und laufende) Projekte: RIA - Entwicklung eines muskelbetriebenen multifunktionalen Rollstuhls mit optionalem Elektroantrieb eMove – Entwicklung eines Einpersonen-Elektro-Zugfahrzeugs TOP_REELL: Topographisches Reichweitenprognosesystem für Elektromobile mit Evaluierung auf Plattform Opel Ampera Gauss-Projekt : Elektrisches Sportmotorrad mit Rekuperationssystem zur Rückgewinnung kinetischer Energie beim Abbremsen KONTAKT
