Die Basis der Innovation ist ein digitaler Zwilling einer solarthermischen Großanlage. Gemeinsam mit SOLID Solar Energy Systems GmbH, einem auf große Solarthermie spezialisierten KMU aus Graz, stattete AEE INTEC eine Großanlage von 2.500 m² Kollektorfläche mit Sensoren aus. Im Zehnsekundentakt maßen diese Sensoren die technische Leistung der Kollektoren und die sich stetig verändernden Einflussgrößen wie Temperaturen, Sonneneinstrahlung, Durchflüsse und die Abnahmebedingungen für die produzierte Wärme. So ließ sich genau ermitteln, welche Ereignisse und physikalischen Effekte die Kollektorleistung in welcher Weise beeinflussten. Aus der Unzahl der Messdaten identifizierte das Forschungsteam die relevanten Parameter und berechnete ein Modell, die Grundlage von D-CAT. „Wir konnten damit erstmals Leistungs- und Ertragsgarantien im realen Anlagenbetrieb geben“, fasst Philip Ohnewein, Projektleiter bei AEE INTEC, zusammen.

AEE INTEC hat das Verfahren automatisiert, sodass D-CAT während dem Betrieb einer Solaranlage vollautomatisch abläuft, und den Anlagenbetrieb nicht beeinflusst. D-CAT eignet sich daher auch für das langjährige Monitoring von Anlagen, für ihre Regelung und Optimierung.

Für österreichische KMU im Bereich Solarenergie ist D-CAT ein entscheidender Wettbewerbsvorteil: Anlagen können so geplant und gebaut werden, dass sie – im Realbetrieb – den bestmöglichen Ertrag bieten. Das Risiko sinkt, etwaige Mindererträge und deren Ursachen können umgehend festgestellt und zugeordnet werden. Die Werte sind durch den Test jederzeit überprüfbar.  Im Sinne der Energiewende kann D-CAT dazu beitragen, solare Energie als Wärmequelle im Megawatt-Bereich attraktiver zu machen: Wenn man die zu erwartenden Erträge genau kennt, fällt die Entscheidung für eine erneuerbare Energiequelle leicht.

Das Testbauteil für das ÖGI waren in diesem Projekt Federtöpfe: Federtöpfe bestehen aus Stahl, halten das Federbein und sind in jedem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs vier Mal verbaut. Üblicherweise werden solche Gussbauteile den Spezifikationen von Kunden entsprechend entwickelt. Im Projekt „InnoUp“ ging das ÖGI gemeinsam mit der Maschinenfabrik Liezen (MFL) und SinusPro einen anderen Weg: Ausgehend von Funktion und Raumbedarf bzw. Lage des Bauteils im Fahrzeug wurde der Federtopf auf diese Anforderungen hin geplant und optimiert. Es wurden nur die Materialmengen eingesetzt, die zur Erreichung der Kraftübertragung notwendig sind – ohne jedoch bei Qualität und Sicherheit Abstriche zu machen.

Um das Optimum an Materialeinsatz bzw. Dichte zu bestimmen, ließen die Projektpartner einen Algorithmus entwickeln, der Anforderungen, Einbau-Bedingungen und Materialeigenschaften so in Beziehung setzt, dass die ideale Gestalt eines Bauteils berechnet werden und in 3D-gedruckten Sandformen gegossen werden kann.

Mit dem Projekt konnte das ÖGI zeigen, dass auch bei Sicherheitsbauteilen, die den allerhöchsten Anforderungen genügen müssen, ressourcenschonende und anforderungsgerechte Bauweisen in Gusstechnik möglich sind. Die Erkenntnisse des Projekts sind auf weitere Fahrzeugkomponenten anwendbar und ein wesentlicher Beitrag für die Konkurrenzfähigkeit des österreichischen Maschinenbaus.

Die projektbeteiligte Praxis ist auf die Operation des Grauen Star spezialisiert, bei der die natürliche Augenlinse durch eine künstliche Intraokularlinse ersetzt wird, die Linsenhülle aber erhalten bleibt. Diese hintere Kapsel kann aus verschiedenen Gründen nach Jahren eintrüben und die Sicht beeinträchtigen. Wenn dies der Fall ist, ist ein Folgeeingriff notwendig. Dieser wird mit hochpräziser Lasertechnologie durchgeführt und führt in der Regel rasch zu einem positiven Ergebnis. Eine mögliche Komplikation ist, dass während dieses Eingriffes die künstliche Linse beschädigt werden kann, es entstehen sogenannte Lasershots. Die Detektion und detaillierte Untersuchung dieser „YAG-pits“ gelang nun durch die Nanoanalytik des ZFE Graz, das im Zuge der Analyse weitere Erkenntnisse über die Größe, Form und Konfiguration dieser Defekte sowie Struktureigenschaften des IOL-Materials zugänglich machte. Ziel dieser hochauflösenden elektronenmikroskopischen Untersuchungen ist es, „perspektivisch“ zur Entwicklung noch besserer Materialien für Intraokularlinsen und zur noch sicheren Anwendung der Lasertechnologie beizutragen“, so Projektleiter Johannes Rattenberger.