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Hochschule Schmalkalden (HSM)
Sensoren, Netzwerke und Daten. Über die Forschungsprojekte Martin Schreivogels
Martin Schreivogel hat seit 2022 die Professur für die Grundlagen der Elektrotechnik an der HSM inne. Er widmet sich prinzipiellen Aspekten der Elektrotechnik, hier verstanden als ingenieurwissenschaftliche Disziplin, die sich ebenso mit der Forschung und Entwicklung wie der Produktion und Instandhaltung von elektrischen Anlagen und Geräten befasst. Wie bei angewandten Wissenschaften üblich, genügt sich auch seine Forschung nicht mit theoretischen Ansätzen, sondern sucht nach Wegen der Übersetzung in die Praxis.
Smarte Boxen, vernetzte Systeme
Ein abgeschlossenes Projekt Professor Schreivogels widmete sich der Vermessung der Luftgüte: Wo, wann und wie entstehen hohe Konzentrationen an Schadstoffen in Innenstädten und wie lässt sich ihre Ansammlung vermeiden? Ein technisches Problem, das den Diskussionen um Grenzwerte sowie verkehrsplanerischen und städtebaulichen Antworten vorausliegt, besteht darin, wie wir die Luftqualität messen. Neben den in Frage stehenden Variablen zielt dies auf die Abwägung, was, wo und wann gemessen werden soll. Zum Beispiel sind Erhebungen an Hotspots wie vielbefahrenen Straßen für umfassende Bewertungen wenig geeignet, werden doch allenfalls die Maximalwerte unrechtmäßig verallgemeinert, wobei sich die Luftqualität schon an einer Nebenstraße deutlich unterscheiden kann.
Um Verzerrungen zu vermeiden und ein detailliertes sowie zugleich dynamisches Bild der Verschmutzung zu zeichnen, ist es eher zielführend, eine größere Menge von Messstationen weitflächig über die Stadt hinweg zu verteilen und zu verknüpfen. So lässt sich das ermittelte Bild differenzieren und zugleich die Bewegung der Luft und die Effekte der Architektur der Stadt auf ihre Strömung einbeziehen. Wie nun auf engem Raum verschiedene Sensoren zu arrangieren sind und sich Messfehler wie der Einfluss äußerer Faktoren (Wetter etc.) vermeiden lassen, war eine Aufgabe der Forschung.
Eine weitere Herausforderung war es, die Boxen so zu konzipieren, dass diese möglichst unabhängig funktionieren, sie also zum Beispiel nicht auf externe Stromquellen angewiesen sind. Die Boxen sind ein Ergebnis der Entwicklungs- und Projektleitungstätigkeit Martin Schreivogels bei Bosch, wobei er den abschließenden Prozess der Verwirklichung weiter begleiten wird. Zugleich diente ihm diese Arbeit als Material für seine Antrittsvorlesung, in der er auch die thematische Relevanz der Grundlagen der Elektrotechnik für Fragen der Anwendung und Umsetzung akzentuieren wollte.
Schema eines frühen Prototyps der Box | Grafik: Hochschule Schmalkalden
Die Mitgestaltung der Energiewende. Die Optimierung von Brennstoffzellen
Zielte das vormalige Projekt auf einen komplexen elektrochemischen Sensor und dessen Präzision und Funktionalität, geht es Schreivogel an der HSM um die Vermessung eines elektrochemischen Systems mit Hilfe von Sensoren. Um die Funktion von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren bei der Produktion von Wasserstoff verstehen und optimieren zu können, bedarf es eines breiten Sets an Sensoren, die die Anlagen und die Prozessabläufe überwachen. Diese offene Perspektive macht es erst möglich, eine Vielzahl von Variablen auf ihre Relevanz für die Transformation und ihre Optimierbarkeit hin zu befragen.
Die Gewinnung von Wasserstoff als transportablen Energieträger und -speicher steht noch immer vor zahllosen Herausforderungen, die durch die gerade erwünschte Geschwindigkeit im Aufbau einer Versorgungsinfrastruktur nicht geringer werden. Die zügige Umsetzung der Energiewende legt es nahe, schon in der Frühphase mit der Optimierung bereits bestehender Anlagen zu beginnen: Weil infolge des rasanten Aufbaus der Produktionsstätten die Optimalität als Ziel hinter die Realisierung rückt, entsteht hier ein Ansatzpunkt für die Forschung. Die Region Mittel- und Südthüringen eignet sich schon deshalb für ein solches Vorhaben, weil es mehrere Kooperationspartner aus dem Bereich der Wissenschaft und der Wasserstoffwirtschaft gibt, mit denen ein Netzwerk von Institutionen und Anwendern der Wasserstofftechnologieforschung aufgebaut werden kann. Eine Kooperation besteht mit der Gruppe „Wasserstofftechnologien“ im Fraunhofer IKTS, die in Arnstadt sitzt und unter anderem neuartige Komponenten und industrienahe Stacks für die alkalische und AEM-Wasserelektrolyse entwickelt. Besonders wichtig für Vorhaben Ansätze sind aussagekräftige und umfassende Daten aus der Wasserstoffherstellung.
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Save the Date
Am 12. Juni 2024 wird der Tag der Ingenieurwissenschaften von der Hochschule Schmalkalden unter dem Titel: RisING: Regionale Innovationen, globale Transformationen. Die regionale Innovationsstrategie Thüringens und die Potenziale der Ingenieur wissenschaften in ihrer Umsetzung“ ausgerichtet. Bei der öffentlichen Veranstaltung werden sich die Ingenieurwissenschaften in ihren verschiedenen Facetten nach innen und außen präsentieren. Thematisch wird die RIS-Strategie der Landesregierung, also die regionale Innovationsstrategie, und die ingenieurwissenschaftlichen Impulse im Fokus stehen. Neben verschiedenen Vorträgen wird auch dem wissenschaftlichen Nachwuchs breiter Raum gelassen: Auch wenn alle Einsendungen im Rahmen einer Posterpräsentation gezeigt werden, erhalten die besten Poster die Möglichkeit, sich in einem kurzem Pitch dem Auditorium zu präsentieren.
Mehr erfahren unter: www.hs-schmalkalden.de/tdiw24
Veranstaltungen
24.04.24 | 18:00 Uhr | Aula
Forschungssemesterbericht Prof. Andreas Kammel
(Professur für Personalwirtschaftslehre)
Forschungssemesterbericht Prof. Matthias Schneider
(Professur für Wirtschaftsprivatrecht)
14.–15.05.24 | Campus
Karrieremesse
Aktuelle Forschungsvorhaben
Prof. Maria Schweigel
(Professur für autonome Systeme)
BauKIRo – Automatische Überwachung des
Baufortschritts durch Anwendung von
Künstlicher Intelligenz und Robotik
Hochschule Schmalkalden
Throwback
Das Science Camp 2023 an der HSM
In der zweiten Septemberhälfte fand das Science Camp zum Thema RoboBau an der Hochschule Schmalkalden statt. Über sieben Tage hinweg wurde Wissenschaft mit Experimentierfreude und Ingenieurwissenschaft mit interdisziplinärer Kooperation kombiniert. Insgesamt 25 Masterstudierende aus verschiedenen Fächern und mit unterschiedlichen Schwerpunkten wie Robotik, Elektrotechnik und dem 3D-Druck mussten ihre jeweiligen Fähigkeiten zusammenbringen und kreativ verknüpfen, um das Ziel des Wettbewerbs zu erreichen. Dieses Teamwork zwischen Studierenden über verschiedene Disziplinen und Hochschulen hinweg ist die grundlegende Intention der Science Camps.
Die Science Camps sind eine Initiative der Allianz Thüringer Ingenieurwissenschaften (Allianz THÜR ING), also der übergreifenden Kooperation von Ingenieurstudiengängen verschiedener Thüringer Hochschulen. So setzt sich auch das Teilnehmerfeld nicht nur aus Studierenden unterschiedlicher Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaft zusammen, die Teilnehmen den kommen auch aus verschiedenen Thüringer Hochschulen.
