Ausstattung und Messmethoden

Angewandte IR-Metrologie – AIM

  • Ulbrichtkugel mit FITR-Spektrometer: Bestimmung des gerichtet-hemisphärischen Reflexions- und Transmissionsgrades sowie des spektralen und temperaturabhängigen Emissions- sowie Absorptionsgrades
  • FITR-Spektrometer mit Reflexions- und Transmissionszusatz: Bestimmung des gerichtet-gerichteten Reflexions- und Transmissionsgrades für verschiedene Einfalls- und Ausfallswinkel
  • Emissionsgrad-Messanlage (EMMA): Bestimmung des Emissions- sowie Absorptionsgrades bei hohen Temperaturen
  • BBC-Anlage (Black-Body-Boundary-Conditions): Bestimmung des Transmissions- und Emissions- sowie Absorptionsgrades im Hochtemperaturbereich
  • FTIR-Spektrometer: Bestimmung des komplexen Brechungsindexes und der dielektrischen Funktion
  • FTIR-Spektrometer: Bestimmung des Extinktionskoeffizienten, der Albedo und der Strahlungswärmeleitfähigkeit sowie des Absorptions- und Streukoeffizienten
  • Strahlungsthermometer, schwarzer Strahler und Fixpunktstrahler: Berührungslose Temperaturmessung und Kalibrierung der Strahlungsthermometer und Infrarot-Kameras
  • Thermografiekamera bzw. Wärmebildkamera, Spektrometer und Strahlungsthermometer: Quantitative und spektrale Erfassung der Wärmebestrahlung von Oberflächen
  • Ellipsometer: Messung der Änderung des Polarisationszustandes der einfallenden Strahlung bei einer Reflexion an der Probe

Elektrochemische Energiespeicher - EES

  • PEM-Elektrolyse-Testsysteme
    • Laborzellen und Stacks für Materialuntersuchungen
    • Stack-Teststand bis 10 Zellen, bis 600 A
    • 2 Einzelzell-Teststände bis 30 A
    • Teststand für Wassertransport und Katalysatordegradation
    • Elektrochemische Impedanz-Spektroskopie, Strom-Spannungscharakteristik und Zyklenmessungen im gesamten DC-Strombereich
  • Redox-Flow-Testsysteme
    • Laborzellen für Materialuntersuchungen
    • Vermessung von Stacks und Prototypen bis zu 15 kW
    • Elektrochemische Impedanz-Spektroskopie, Strom-Spannungscharakteristik und Zyklenmessungen unter Ladezustands- und Temperaturkontrolle
  • Dreielektrodenmessanordnung und Rotating-Disk-Electrode (RDE) Setup
  • Laborausstattung zur Elektrolytanalyse und Elektroden-Vorbehandlung (Plasmaanlage, Hochtemperaturöfen)
  • Massenspektrometer für Gasanalyse
  • Redox-Flow-Modelle zur Systemsimulation (Matlab, Python)
  • COMSOL Multiphysics Zellmodelle zur Stoff- und Transportsimulation sowie zur Fluidsimulation

Energieoptimierte Gebäude – EOB

  • Spektrale und winkelabhängige Charakterisierung aller optischen Eigenschaften wie Transmis-, Reflexions- und Absorptionsgrad von Materialien und Komponenten
  • Spektraler und temperaturabhängiger Emissionsgrad
  • Testfassade und 1:1-Messraumpaare zur Charakterisierung von Gebäudekomponenten unter Realbedingungen; Messung mit Nutzereinfluss oder programmierbaren Dummys
  • Outdoor-Messstand zur Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades (g-Wert) von Verglasungssystemen
  • Indoor-Solarsimulator zur Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades und des thermischen Verhaltens von Fassadensystemen
  • Labormessstände zur thermischen Charakterisierung von Gebäudekomponenten und –systemen (z. B. mit Phasenwechselmaterialien)
  • IR-Kamera zur Wärmebrückenanalyse sowie zur thermischen Qualitätskontrolle von Heiz-/Kühlsystemen sowie ganzen Fassaden
  • Hot-Box-Apparatur zur Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von Fenstern und Fassadenelementen
  • Klimaforschungsstation zum Test von Fassaden- und Begrünungssystemen (Wand und Dach), Heatpipes und schaltbarer Wärmedämmung
  • Dynamische Gebäudesimulation, LC-Analysen
  • Entwicklung von projektspezifischen Messapparaturen und (Außen-)testständen
  • Mobile Messtechnik (z. B. U-Wert-Sensor)

Nanomaterialien – NAM

  • Rasterelektronenmikroskop mit EDX, Elektronenstrahl-Lithographie-Option, Heiztisch bis 1500 °C, Druck-/Zugmodul
  • Gas-Adsorptionsanlagen mit optionalen Probenhaltern für in-situ-dilatometrische Messungen (Gase und Dämpfe)
  • Helium-Pyknometrie
  • Dynamische Lichtstreuung zur Partikelgrößenanalyse für Partikel < 6 μm
  • Röntgenkleinwinkel- und Weitwinkelstreuung (Strukturen < 100 nm, geeignet für Festkörper, Pulver und Systeme in Flüssigkeiten, Methode auch für In-situ-Messungen geeignet)
  • Beam-bending an Nassgelen

Wasseraufnahme & Gastransport

  • Präzisionswaage zur Bestimmung der Wasseraufnahme und -dampfdiffusion
  • Klimakammer mit Waage (Wasserdampfsorptionskinetik in Platten)
  • Gaspermeationsanlagen zur Analyse des Gastransports durch poröse Materialien
  • Anlage zur Bestimmung von Lösungsdiffusion in Barriereschichten/Dichtungen

Elektrochemie

  • Zyklische Voltammetrie
  • Impedanzspektroskopie (10 μHz – 250 kHz)
  • Constant Current Cycling
  • Glovebox (organische Elektrolyten)
  • Messzellen für Halb- und Vollzellmessungen (optional auch mit In-situ Dilatometrie)
  • Vierpol-Anordnung zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit

Weitere Analytik

  • Mobiles Massenspektrometer für Gasanalyse (Massenzahlen bis 200 amu)
  • Ultraschalllaufzeit-Messungen zur Bestimmung des E-Moduls

Solarenergie und Geothermie – SGT

  • Solar-Teststand und -Tracker
    • Thermische Leistungsmessung von Kollektoren bis 160 °C
    • Thermische und elektrische Leistung (bis 1000 W kurzzeitig) von PVT-Kollektoren
    • Zweiachsige Nachführung
  • Elektrische Speicher und Netze
    • Quartierspeicher 72 kW und 330 kWh inkl. Wetterstation (Epplas/Hof)
    • Elektrische Last- und Erzeugungsmessung (PV) via Smart-Meter der ersten Generation in ca. 30 Partnerhaushalten
  • Testzentrum Arzberg
    • Batterietestsand mit 20 kW DC-Stromquelle und -senke
    • Wetterstation mit Direktstrahlungssensor und SkyCam
    • Ca. 50 kWp PV-Generatoren unterschiedlicher Modultechnologien
    • Redox-Flow-Batterie-Cluster mit 90 kW und 390 kWh
  • Thermal-Response-Test (TRT)
    • Mobile Messapparatur zur Bestimmung der thermischen Untergrundeigenschaften (ungestörte Bodentemperatur, Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes, thermischer Bohrlochwiderstand)
    • Einsatzgebiet: Koaxialsonden, Einfach- sowie Doppel-U-Sonden jeweils mit einer Länge zwischen 30 und 200 m
  • Prüfgerät für TRT-Geräte
  • Klimakammer mit künstlicher Beschneiung
    • Beschneiung von Flächen bis 1 m2
    • Konditionierung größerer Teile bis -20 °C
  • Wärmeleitfähigkeitsmessung
  • Wärmebildkamera

Systementwicklung – SYS

  • Softwaretools zur dynamischen Gebäude- und Anlagensimulation (TRNSYS) sowie eigens entwickelte Programme und Add-Ons
  • Systemsimulationen, u. a. mit Dymola, Simulink, Matlab
  • Monitoring-Software für große Datenvolumina
  • Benchmarking-Lösungen
  • Fernwärmenetzsimulation (STANET) und Geoinformationssysteme
  • Grundwasserströmungsmodelle (FeFlow)
  • Auslegungssoftware u. a. EES
  • Mobile Messgeräte zur Vor-Ort-Kontrolle von Raumkomfort, Anlagen- und Gebäudetechnik: Wärmebildkameras, Raumklimasensorik, CO2-Sensorik, Luxmeter, Wärme und Kältemengenzähler, Stromzähler, Datenlogger
  • Triaxialzellenversuchsstände zur Messung der hydraulischen Leitfähigkeit von Erdwärmesonden
  • Versuchsstand zur Vermessung von Fernwärmeübergabestationen, Wohnungsübergabestationen und Frischwasserstationen
  • Versuchsstand zur Vermessung der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen
  • Feinstaubmesstechnik und Abgasanalyse (gasförmig)
  • Heißgas-/Thermoöl-Test-Wärmeübertrager

Thermische Analyse – THA

  • Stationäre Guarded-Hot-Plate Apparaturen zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit
  • Hot-Wire-Apparaturen zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit
  • Laser-Flash-Apparatur zur Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit
  • Wärmestrommessgeräte zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit
  • Stabapparatur zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit hochleitender und harter Proben
  • Hot-Box zur Bestimmung des U-Werts großer Proben
  • Kontaktlose Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Fasern und Folien
  • DSC/MDSC zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität
  • STA/TG zur simultanen Bestimmung der aufgenommenen Wärmemenge und der Gewichtsänderung
  • Dilatometer zur Bestimmung des linearen Ausdehnungskoeffizienten
  • Erhitzungsmikroskop zur In-situ-Betrachtung von Aufheizprozessen

Thermische Energiespeicher – TES

  • Kalorimetrie: DSC, STA, Calvet- sowie T-History-Kalorimeter
    • Temperaturbereich von -80 bis 1.500 °C
    • Probengrößen von ca. 5 mg bis zu 30 g
    • Messungen gemäß Richtlinien der RAL-PCM Gütegemeinschaft PCM e. V.
  • Zyklierapparaturen für Fest-flüssig-PCM
    • Temperaturbereich von -40 bis 200 °C
    • Probengröße ca. 60 ml
    • 2 bis 3 thermische Zyklen pro Tag
  • Teststände zur Charakterisierung von Wärmeübertragern und Latentwärmespeichern
    • Temperaturbereich von -10 bis 95 °C
    • Volumenstrom bis 3 m3/h
    • Thermische Leistung bis 25 kW Heizen/Kühlen
  • Polarisationsmikroskop
    • Programmierbarer Heiztisch für Messungen von -190 bis 400 °C
  • Magnetschwebewaage zur Bestimmung der Wasseraufnahmekapazität fester Sorbentien
    • Temperaturbereich von 20 bis 350 °C bei -15 bis 80 °C Taupunkttemperatur
    • Probengröße: einige Gramm
  • Selbst erstellte Teststände zur Bestimmung der Wasseraufnahmekapazität fester Sorbentien
    • Taupunkttemperaturen von 5 bis 70 °C
    • Umgebungslufttemperatur bis 300 °C
    • Probengröße im Kilogrammbereich
  • Teststand für Stoffaustauschflächen für flüssige Sorbentien
  • Zyklierapparatur für feste Sorbentien
    • Taupunkttemperaturen von 5 bis 70 °C
    • Umgebungslufttemperatur bis 300 °C
    • Probengröße im Bereich mehrerer Hundert Gramm
    • Anpassungen an reale Prozessbedingungen möglich

Wärmetransformation – HCV

  • Wärmetechnisches Labor zur statischen und/oder dynamischen Vermessung von Wärmepumpen und Kältemaschinen bis zu ca. 200 kWth (Hardware in the Loop)
  • Vakuumprüfsysteme zur Vermessung wärmetechnischer Komponenten in subatmosphärischen Bedingungen
  • Versuchsanordnung zur Bestimmung von Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichten wässriger Lösungen
  • Dichtigkeits-/Leckageprüfung von Unterdrucksystemen bzw. Hochvakuumsystemen (Heliumleckageprüfsystem)
  • Versuchssystem für Korrosionsuntersuchungen in Umgebungen wässriger Salzlösungen
  • Umfängliche Softwaremodelle zur statischen und dynamischen Modellierung von Sorptions- und Kompressionswärmepumpen auf Komponenten- und Systemebene

ZAE Bayern

Wir betreiben angewandte Forschung an der Schnittstelle zwischen Grundlagen und Industrie. Dort entwickeln wir Methoden und Systeme, die durch intelligente und effiziente Nutzung erneuerbarer Energien CO2-Neutralität ermöglichen und so dem Klimawandel entgegenwirken.

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