Auto/Motor

Der Solar Decathlon in Wuppertal hat gezeigt, wie Städte nachhaltig,
kreislaufgerecht und sozial verträglich weitergebaut werden können. Über
115.000 Besucher*innen haben ihn vor Ort miterlebt. Die Veranstalter*innen
von der Bergischen Universität Wuppertal ziehen eine positive Bilanz.

16 Hochschulteams aus zehn Ländern haben beim Solar Decathlon in Wuppertal
vom 10. bis zum 26. Juni 2022 gezeigt, wie man klimafreundlich und
kostengünstig Baulücken schließt, Gebäude aufstockt oder in die Jahre
gekommene Gebäude saniert. Das von der Bergischen Universität Wuppertal
als Ausrichterin entwickelte Wettbewerbsprofil für das Weiterbauen im
Bestand war ein großer Erfolg.

Über 115.000 internationale Besucher*innen haben an zwölf
Veranstaltungstagen den Solar Campus in Wuppertal besucht. „Die jungen
Studierenden mit ihrer positiven Ausstrahlung waren phantastisch.
Wuppertal und unsere Universität als Gastgeberin konnten sich von ihrer
besten Seite zeigen. Und auch die Sonne hat uns geschienen. Wir sind sehr
stolz, mit dem Solar Decathlon konkrete Maßnahmen zur Klimarettung
erlebbar gemacht zu haben“, sagt Prof. Dr. Lambert T. Koch, Rektor der
Bergischen Universität Wuppertal. Auch die Vertreter*innen vom
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) als Fördergeber
zeigten sich begeistert.

Die Integration der Solaranlagen in die Gebäudetechnik und die Architektur
zeigte sich auf einem besonders hohen Niveau. Viele Teams setzten auf
Anlagen, die solare Wärme- und Stromerzeugung in einem Bauteil verbinden
(PVT), oder zeigten innovative Anlagen in Varianten von Technologie,
Abmessungen, Formen und Farben. Dabei geht es im Geschosswohnungsbau auch
um Systeme an Fassaden, da die Fläche auf dem Dach vielfach nicht reicht.

In der massiven Energieeinsparung und der Solarenergienutzung am Gebäude
liegen die Schlüssel zum Verzicht auf Gas und Öl. Nahezu alle Gebäude
erreichten in der Wettbewerbszeit eine positive Energiebilanz, erzeugten
also meist deutlich mehr Strom als sie benötigten. „In Verbindung mit
Batteriespeichern und Automationstechnik nutzten die Teams im Schnitt die
Hälfte des erzeugten Solarstroms im Haus selbst. Das ist deutlich mehr als
heute üblich“, erklärt der fachliche Leiter des Wettbewerbs, Prof.
Dr.-Ing. Karsten Voss, von der Bergischen Universität Wuppertal.

Im Wettbewerb wurde erstmalig auch geprüft, wie flexibel die Gebäude in
Verbrauch und Einspeisung auf die Anforderungen des Stromnetzes reagieren.
Mit speziellen Testverfahren mussten die Teams trotz sommerlicher
Temperaturen vor Ort unter Beweis stellen, dass ihre Gebäude im Winter mit
wenig Wärme beheizt werden können.

Ein weiteres wichtiges Thema beim Solar Decathlon war eine
Baukonstruktion, die recyclinggerechtes Bauen fördert und damit die
Kreislaufwirtschaft im Bauwesen verbessert. Die Wiederverwendung von
Materialien oder ganzen Bauteilen und der Einsatz von Recyclingmaterialien
waren mit einer eigenen Ästhetik ablesbar. Und: Mit kompakten Grundrissen
zeigten die Häuser auf, wie das Wohnen auf weniger privater Fläche
attraktiv sein kann und Gemeinschaftsflächen das Raumprogramm ergänzen.

Für alle Gebäude stehen die Wettbewerbsergebnisse, umfangreiche
Fachinformationen und ein interaktiver 3D-Rundgang auf der
Veranstaltungswebseite zur Verfügung. Ab Herbst 2022 können zudem acht
Häuser als Teil des Nachfolgeprojekts Living Lab NRW in Wuppertal
besichtigt werden.

Fraunhofer FOKUS hat im Projekt Shuttles&Co eine Smartphone-App
entwickelt, mit der nebenbei und ohne Spezialsensoren die Straßensituation
erfasst werden kann. Die Daten ermöglichen eine unabhängige digitale
Straßenkarte für die Stadtverwaltung, die z. B. Entwicklerteams als Basis
für Mobilitätsdienste dienen kann. Die App wurde in Kooperation mit der BT
Berlin Transport GmbH in den letzten 12 Monaten während regulärer ÖPNV-
Busfahrten an verschiedenen Orten in Berlin erprobt.

Auf den Straßen einer Großstadt ist immer viel los: Es entstehen temporäre
Pop-up-Radwege, Baustellen verändern die Spurführung, sicherheitsrelevante
Verkehrsschilder sind durch Aufkleber nicht mehr lesbar, Busspuren sind
blockiert, Wurzeln beschädigen den Radweg. Für Bürgerinnen und Bürger, die
Stadtverwaltung, Verkehrsunternehmen wie die BVG und
Mobilitätsdienstleister wären diese Informationen sehr hilfreich. So
können z. B. Personen auf dem Rad rechtzeitig vor Hindernissen gewarnt
werden, und die Stadt kann Schäden an der Straßeninfrastruktur beheben.
Dabei stellt es seine große Herausforderung dar, wie diese Daten
kontinuierlich erfasst werden können, um eine stets aktuelle digitale
Straßenkarte zu gewährleisten.

Fraunhofer FOKUS hat dafür im Projekt Shuttles&Co eine App entwickelt. Sie
läuft auf herkömmlichen Smartphones, die an die Windschutzscheibe von
Fahrzeugen befestigt werden, die sowieso regelmäßig durch die Stadt
fahren, wie ÖPNV-Busse oder die Müllabfuhr. Der Screen ist dabei
deaktiviert, um den Fahrer oder die Fahrerin nicht abzulenken. Genutzt
werden die Video- und GPS-Daten, die mit dem Smartphone generiert und
direkt im mobilen Gerät verarbeitet werden. Dafür laufen in der App
vortrainierte neuronale Netze, die Objekte erkennen. Um Datenschutz und
einen schnellen Transfer ins Backend bei Fraunhofer FOKUS zu
gewährleisten, werden nur Objektinformationen wie Straßenschilder, Ampeln,
Richtungspfeile, Bordsteine oder Spurmarkierungen weitergeleitet, die für
die Detektion von Änderungen notwendig sind.

Crowdsourcing statt Spezialmessung

Die Daten aus der App sind zwar ungenauer als die Daten, die mit
Messfahrzeugen mit Laserscannern generiert werden. Dafür kann der gleiche
Ort mehrfach am Tag abgefahren werden, wodurch sich ebenfalls ein genaues
Bild ergibt. Die Änderungsdetektion erfolgt dann automatisch durch einen
Vergleich der neuen Daten mit der digitalen Karte im Backend. Die
Änderungen werden dann an die Stadtverwaltung weitergeleitet, wo sie in
die digitale Karte überführt werden.

In Kooperation mit der BT Berlin Transport GmbH wurde die App bereits in
verschiedenen Linienbussen erprobt. Im letzten Jahr erhob sie pro Monat
durchschnittlich 350 Stunden auf ca. 10.500 km Daten und erkannte dabei
rund 7,8 Mio. Objekte. Von Interesse für optimale Verkehrsbedingungen war
für die BT beispielsweise auch die Erkennung, Erfassung und Analyse der
Busspuren.

»Wir sind sehr froh, dass die Fahrerinnen und Fahrer der BT durch ihren
Einsatz bei Projekten wie Shuttles&Co ihren Beitrag zum Gelingen einer
nachhaltigen Mobilitätswende leisten können und den ÖPNV in Berlin
zukunftsweisend mitgestalten«, sagt Christian Glienke, Projektleiter bei
der BT Berlin Transport GmbH.

Dr. Ilja Radusch, Leiter des Geschäftsbereichs Smart Mobility am
Fraunhofer FOKUS, resümiert: »Mit unserer App generieren wir Daten für
Dienste, die die Sicherheit und den Komfort auf der Straße erhöhen und
damit hoffentlich auch Lust machen, statt dem Auto häufiger das Rad zu
nutzen. Die Stadtverwaltung bekommt mit unserer App eine agile und
datensparsame Alternative zu den aufwändigen Stadtkartierungen mit
speziellen Messfahrzeugen, die üblicherweise nur alle paar Jahre
durchgeführt werden und bei denen dann viele Terabyte an Daten aufwendig
und langwierig aufbereitet werden müssen.«

Das Projekt Shuttles&Co endet nach zweieinhalbjähriger Laufzeit Ende Juni.
Es wurde von der Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und
Klimaschutz geleitet und vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr
mit insgesamt 9,8 Millionen Euro gefördert. Fraunhofer FOKUS wird die App
im Nachfolgeprojekt KIS’M weiter entwickeln. Beispielsweise soll die KI so
trainiert werden, dass sie noch weitere Objekte wie Schlaglöcher erkennt.
Es ist geplant, die Kooperation mit der BT Berlin Transport GmbH in KIS’M
fortzuführen.

In Deutschland gelten für alles Regeln, Normen und Richtlinien. Heißt es.
Doch Forschende der Fachhochschule Dortmund und ihrer Partner haben den
Verdacht, dass Lücken in den Vorgaben für die Ladungssicherheit bei Lkw
bestehen. Im Projekt „CargoSec“ gehen sie der Sache auf den Grund.

„Wir beobachten in unseren Simulationen Beschleunigungsspitzen, die auf
die Lkw-Aufbauten wirken“, sagt Alexander Lampkowski, wissenschaftlicher
Mitarbeiter am Fachbereich Maschinenbau der FH Dortmund. „Sie treten
insbesondere dann auf, wenn der Reibbeiwert wechselt.“ Vereinfacht gesagt:
Ändert sich die Haftung zwischen Reifen und Fahrbahn – etwa, weil Laub,
Schnee oder Starkregen die Straße rutschiger machen –, führt das beim
Übergang auf die trockene Fahrbahn zu erhöhten Kräften auf die Bordwände
der beladenen Fahrzeuge. Werden dabei Grenzwerte überschritten, kann es zu
schweren Unfällen kommen. „Die geltenden Richtlinien und Normen für
Nutzfahrzeugaufbauten gilt es darum mithilfe modernster Technik zu
aktualisieren“, sagt Alexander Lampkowski.

An der FH Dortmund simulieren die Forschenden derzeit mit
unterschiedlichen Fahrzeugtypen Fahrmanöver, um konkrete Gefährdungen zu
identifizieren. Gemeinsam mit den „CargoSec“-Projektpartnern erfolgen
daraufhin konkrete Tests der Grenzsituationen auf dem Testgelände des
Forschungs- und Technologiezentrums LaSiSe in Selm. Die Tests sind so
angelegt, dass sie auf anderen Teststrecken in Europa wiederholt werden
können.

„Wir wollen den Gütertransport auf der Straße insgesamt sicherer machen
und die geltenden Normen und Richtlinien durch präzise Messtechnik
gegebenenfalls an den aktuellen Stand der Fahrzeugtechnik anpassen“,
betont Ralf Damberg, Geschäftsführer des Projektpartners LOG4-Consult aus
Lünen. Wir relevant dieses Thema für die Branche ist, belegt der Beirat im
„CargoSec“-Projekt. Vertreter der Getränkelogistik, der
Verpackungsindustrie, des Stahlhandel sowie Experten aus der
Versicherungsbranche und dem Arbeitsschutz stehen dem Projekt mit ihren
Expertisen zur Seite.

Erste Fahrversuche belegen, dass Assistenzsysteme in modernen Zugmaschinen
mit Aufliegern dazu beitragen, dass das Ausbrechen von Fahrzeugen und
damit auch Spitzenbelastungen von Bordwänden, durch die Technik selbst
vermieden werden. „Wir simulieren und testen darum mit einer Bandbreite
von Fahrzeugklassen und -modellen“, sagt Ralf Damberg. Welche Fahrmanöver
bei welcher Fahrzeugklasse zu erhöhten Gefährdungen führen, soll mit den
Experten vom DIN und VDI diskutiert und gegebenenfalls in die Vorgaben und
Normen eingebracht werden. Dass bei der FH Dortmund eingesetzte
Simulationsmodell soll zudem mit den Erkenntnissen der Fahrmanöver
optimiert werden, sodass zukünftig Fahrzeug- und Aufbautenhersteller
dieses für ihre Entwicklungen nutzen können. Damit könnten Normen und
Richtlinien bereits in der Entwicklungsphase von neuen Fahrzeugaufbauten
leichter berücksichtigt werden.

Das Forschungsprojekt wird im September 2022 prominent auf der IAA
Transportation in Hannover vorgestellt. Die Internationale Automobil-Messe
für Nutzfahrzeuge findet alle zwei Jahr im Wechsel mit der IAA Mobility
für Pkw statt.

Das Projekt „CargoSec“ wird durch „WIPANO – Wissens- und
Technologietransfer durch Patente und Normen“ gefördert. WIPANO ist eine
Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz.

Das SolarCar-Team der Hochschule Bochum ist wieder aktiv und ist unterwegs. Diesmal gilt es nicht 3000 Kilometer zu bewältigen wie bei der World Solar Challenge in Australien, in diesem Jahr ist eine Strecke von 15000 Kilometern geplant: "In 100 Tagen energieautark durch Europa" lautet das Motto der Challenge, die sich das aktuell 25-köpfige studentische Team für 2022 vorgenommen hat. Los geht es am 24. Juni um 13 Uhr an der Mensa der Hochschule Bochum.
Das "neue" Fahrzeug ist kein aerodynamisch optimiertes SolarCar wie bisher in der über 20-jährigen Geschichte des Teams. Im Sinne der Nachhaltigkeit geht es jetzt darum, mit einem geringen Einsatz neuer Rohstoffe einen Beitrag zur Mobilitätswende zu leisten und dabei wieder Pionier zu sein. Aus diesem Grund hat das SolarCar-Team einen gebrauchten Land Rover Defender 110 aus dem Jahr 2003 gekauft und ihn mit einer 2nd Life Batterie sowie einem 2nd Life Elektromotor ausgestattet. Mit einer 40 m2 großen modular aufgebauten Solar-Dachkonstruktion, kann der "Landy" im Stand nahezu überall auf der Welt laden, denn die Energie der Sonne wird direkt DC in die Batterie eingespeist und dort gespeichert. Mit einer Maximalleistung von 8 kWp kann er sich binnen weniger Stunden wieder mit einer vollen Batterie auf den Weg machen und die mit einem Elektrofahrzeug aktuell schwer erreichbaren Ecken dieser Erde befahren.
Einen ersten Testlauf hat das SolarCar-Team bereits vor dem Start auf der Abenteuer & Allrad Messe vom 16. bis 19. Juni 22 in Bad Kissingen hinter sich, auf der es das Fahrzeug der offroad-begeisterten Community vorstellen wurde. Jetzt wird es sich endlich auf den großen Weg Richtung Nordkapp machen.
Auf seiner geplanten Route wird der Landy durch Dänemark, Schweden, Norwegen, Finnland, Estland, Lettland, Litauen, Polen, Tschechien, Österreich, Slowakei, Ungarn, Rumänien, Bulgarien, Türkei, Griechenland, Nordmazedonien, Albanien, Montenegro, Serbien, Bosnien und Herzegowina, Kroatien, Slowenien, Italien, Frankreich, Schweiz, Luxemburg und Belgien fahren.
Dem studentischen Hochschulprojekt ist der Zugang zu einer hochwertigen Bildung von besonders großem Interesse. Deshalb möchte es den Teammitgliedern über die deutschen Ländergrenzen hinaus einen internationalen Wissensaustausch in Bezug auf Nachhaltigkeit, Elektromobilität und regenerativen Energien ermöglichen.
Um dieses Ziel zu erreichen, werden das SolarCar und seine Besatzung zahlreiche Bildungseinrichtungen, die auf der Challenge-Strecke liegen, anfahren, um so in einen Dialog mit anderen Mitmenschen zu treten.
Darüber hinaus entsteht vor und während der Pionierfahrt ein Handbuch über "Nachhaltiges Reisen", in dem der Fokus auf Tipps und Tricks zur Umsetzung liegt. Angewendet werden die Inhalte auf der Pionierfahrt, um im Anschluss einen Erfahrungsbericht verfassen zu können. Durch die Arbeit mit dem Handbuch sollen sich nicht nur Studierende der unterschiedlichen Fachrichtungen, sondern auch der Rest der Gesellschaft mit den 17 Nachhaltigkeitszielen (SDGs) der UN sowie den Nachhaltigkeitsstrategien im Kontext des Reisens auseinandersetzen können.
Damit möglichst vielen Menschen die Erfahrungen und Erlebnisse der Studierenden mitverfolgen werden können, wird die gesamte Tour medial begleiten. Das Team kann nahezu in Echtzeit über ein GPS-Tracking und den regelmäßig veröffentlichten Reiseblog digital begleitet werden.
Unterstützung für ihr Vorhaben wünschen sich die nachhaltig elektromobil bewegten Studierenden übrigens durch möglichst viele und möglichst spendenfreudige Sponsoren.