Der VDI Preis 2018: Zukunftsweisende Projekte ausgezeichnet

VBEW-Geschäftsführer Detlef Fischer bei seiner packenden Festrede zur Eröffnung der VDI Preisverleihung 2018. Fotos: Stefan Schumacher

Bereits Wochen vorher ausgebucht, war es am Abend des 16. November endlich soweit: Sieben zukunftsweisende Projekte wurden bei der VDI Preisverleihung 2018 im Chiemseesaal des TÜV SÜD ausgezeichnet.

Nach der Begrüßung durch Prof. Dr. Peter Pfeffer, Vorsitzender des VDI BV München, beeindruckte Detlef Fischer, Geschäftsführer des Verbandes der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft, die geladenen Gäste mit seinem Vortrag: Energiewende geht uns alle an.

Mit Bezug auf das Pariser Klimaschutzabkommen vom 22. September 2016, mit dem der Bundestag nicht weniger billigte, als die totale Energiewende, nahm Detlef Fischer den Faktor Mensch in den Blick. Sein Drang zur Selbstverwirklichung sei es, der den zweifelsfrei ehrenwerten Absichten des Konsum- und CO2-Verzichts im Wege stünde.

Gesamtphänomen Mainstream oder der Faktor Mensch

Ob es der Online-Händler ist, der täglich zweimal klingelt, die lang ersehnte Wanderreise in die Anden, oder der Traum des Zwölf-Zylinders in der häuslichen Garage – der persönliche Energieverbrauch wächst in der Regel mit der Erfüllung von Lebensträumen. Auch die Korrelation zwischen dem Wirtschaftswachstum einer Gesellschaft und dem Anstieg des CO2-Austoßes ist gemeinhin bekannt.

Wenn die Energiewende jedoch tatsächlich gelingen soll, so seine These, dann nicht mit Verzichtsmodellen, sondern nur durch gut funktionierende „Will-haben-Modelle“.

Ein Lösungsweg auf dem Weg zur anstrebten Klimaneutralität ist die Einführung einer CO2-Card. Dieses vielfach diskutierte Modell sieht vor, das Emissionsbudget, das bis 2050 noch zur Verfügung steht, als Jahresbudgets auf alle Menschen der Erde umzulegen. Es wird jährlich angepasst.

Es braucht überzeugende Lösungsansätze

Die daraus resultierende Emissionsobergrenze je Land bedeutet das verbriefte Recht, genau dieses Emissionsbudget zu verbrauchen. Innerhalb einer Wirtschaft werden die Rechte wiederum unter den Bürgern, der öffentlichen Hand und der Wirtschaft aufgeteilt. Der Handel mit Emissionskontingenten wäre im globalen Kontext auf allen Handelsebenen vorprogrammiert.  

Es mag nicht überraschen, dass die Frage nach der realistischen Umsetzungsmöglichkeit als erste vom Publikum gestellt wurde – eine Frage der Pragmatik, wie man sie von Ingenieuren erwarten darf. Es liegt nahe, dass es Detlef Fischer nicht darum ging, für die Einführung einer CO2-Card zu werben.

Denn in gerade einmal 30 Minuten gelang es ihm, das gebannte Auditorium nicht nur zum Nachdenken und an so mancher Stelle auch zum Lachen zu bringen; es schien eben diese leidenschaftliche Diskussion zu sein, auf die es Fischer im Kreise der VDI Ingenieure abgesehen hatte – mit einigem Erfolg. Die Diskussion hatte abendfüllendes Potenzial und wurde nach dem Festakt bis spät in die Nacht fortgesetzt. 

Das sind die Gewinner des VDI Preises 2018

Die Preisträger zusammen mit ihren wissenschaftlichen Betreuern und den Laudatoren nach der Preisverleihung.

 Robotik in Aufzugsschächten

Prof. Dr. Peter Pfeffer von der VDI Fach-Jury, Preisträger Wolfram Meiner und Julian Trummer mit ihrem Betreuer Prof. Dr. Thomas Bock und Dipl.-Ing. Christa Holzenkamp von der VDI Fach-Jury (v.l.n.r.)

Als Gewinner in der Kategorie „Bestes Start-Up“ wurde die Fa. Levaru ausgezeichnet. Julian Trummer und Wolfram Meiner entwickelten am Lehrstuhl für Baurealisierung und Baurobotik der Architekturfakultät der TU München bei Prof. Dr. Thomas Bock „Roboter für das Adjustieren von Aufzugsführungsschienen“. Das Einstellen von Führungsschienen in Aufzugsschächten ist für die Monteure sehr gefährlich, außerdem langwierig und schwierig, denn schon Ungenauigkeiten von weniger als einem Millimeter führen zu Schütteln und Knarzen während der Fahrt. Der Roboter - auf dem Dach der Aufzugskabine fixiert - übernimmt die auf 0,2mm genaue Feinjustierung der vorinstallierten 5 Meter langen Segmente der Führungsschiene. Neben der Lohnkostenersparnis bietet der Roboter Qualitätsgarantie, Zeitersparnis und Sicherheitsgewinn.

Fischfreundliches Schachtkraftwerk

Preisträger Dr. Christian Hackl neben Peter Pfeffer (v.l.), Prof. Dr. Peter Rutschmann und Dipl.-Ing. (FH) Albert Sepp mit Dr. Jan Göpfert von der VDI Fach-Jury (rechts)

Wasserkraft ist die wichtigste erneuerbare Energiequelle und grundlastfähig. Als zweites Sieger-Start-Up befasst sich die HYDROSHAFT GmbH mit der Weiterentwicklung eines innovativen „Schachtkraftwerks“, entwickelt an der TU München. Hier wird - integriert in die Oberwassersohle vor einem bestehenden Wehrkörper - eine Einheit aus Turbine und Generator in einem Schacht mit einer horizontalen Einlaufebene installiert. Durch den horizontal angeordneten Rechen mit abflussabhängiger Überdeckungshöhe wird der Kraftwerkszufluss der Turbine zugeführt, die Anbindung an das Unterwasser erfolgt über ein Saugrohr. Dadurch gelingt es, Wasserkraftnutzung mit minimalen negativen Auswirkungen auf die Ökologie zu realisieren, bzw. an bestehenden Querbauwerken eine Energieerzeugung zu ermöglichen und zugleich die Durchgängigkeit des Gewässers wiederherzustellen. Das weltweit erste Schachtkraftwerk mit ca. 420 kW Leistung wird derzeit an der Loisach bei Großweil (Nähe Murnau) gebaut.

Mikrowellenunterstütze Gefriertrocknung

Preisträgerin Katharina Hinrichs B.Sc. mit ihrem Betreuer Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik (links) und Prof. Dr.-Ing. Hartmut Hofmann von der VDI-Fachjury (Mitte).

Katharina Hinrichs beschäftigte sich in ihrer Bachelorarbeit „Mikrowellenunterstütze Gefriertrocknung von β-Galactosidase in einer Schaummatrix – Einfluss der Maltosekonzentration auf die Lagerstabilität “, die sie bei Prof. Dr.-Ing. Ulrich Kulozik am Lehrstuhl für Lehrstuhl für Lebensmittel- und Bio-Prozesstechnik am Wissenschaftszentrum Weihenstephan der TU München anfertigte, mit dem Problem der Stabilisierung von Enzymen. Hierzu wurden die β-Galactosidase-Lösungen vor der mikrowellenunterstützten Gefriertrocknung mit einer Zugabe von 30 % Maltose geschäumt und anschließend gelagert. Die mikrowellenunterstützte Gefriertrocknung führt zu einer amorphen Glasmatrix, wodurch die Enzymaktivität sowohl bei der Trocknung, als auch während der Lagerung erhalten bleibt. Die Erkenntnisse können helfen, herkömmliche Gefriertrocknungen schonender zu gestalten und Aktivitätsverluste während der Lagerung zu minimieren.

BIM-integrierte Ökobilanzierung

Preisträger Kasimir Forth M.Sc. mit Prof. Dr.-Ing. Johannes Fottner von der VDI Fach-Jury (rechts)

Kasimir Forth verfasste seine Masterarbeit bei Prof. Dr.-Ing. André Borrmann am Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation an der TU München zum Thema „BIM-integrierte Ökobilanzierung“. Ziel ist es, ökologische Auswirkungen von Gebäuden automatisiert, vollständig und präzise zu berechnen. Da schon bei einfachen Modellen der IFC-Dateien große Ergebnisabweichungen aufkommen und damit der OpenBIM-Ansatz für BIM-integrierte Ökobilanzen nicht genügend ausgereift ist, entwickelt Herr Forth einen Prototyp mithilfe von Autodesk Dynamo und Excel. Er realisiert dabei einen Kompromiss aus Automatisierung der bauteilspezifischen Materialien und einer nachträglichen Anpassbarkeit nach dem vorgegebenen Bauteilkatalog mit offenen Daten-Schnittstellen.

Neues vom Schwungradspeicher

Preisträger Dr.-Ing. Armin Buchroithner mit seinem Betreuer Em. Univ.-Prof. DI Dr.techn. Gunter Jürgens (Mitte) und Dipl.-Ing. (DH) David Wojciechowski von der VDI Fach-Jury (rechts)

Dr.-Ing. Armin Buchroithner hat an der TU Graz seine Doktorarbeit über „Die Entwicklung von elektro-mechanischen Schwungradspeichern (Flywheel Energy Storage Systems, FESS) in der Mobilität als Alternative zu chemischen Batterien“ bei Univ.-Prof. DI Dr. techn. Gunter Jürgens und Assoc. Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn Michael Bader verfasst. Zunächst setzte der Preisträger FESS mittels eines holistischen Ansatzes in einen globalen Kontext, dann generierte es konkrete Lösungen für das Design der Schlüsselkomponenten und validierte deren Eignung durch empirische Untersuchungen an Gehäuse, Lagerung und Rotor, sowie zwei Gesamtprototypen. Der ohne die Nutzung sensibler Ressourcen konstruierte Energiespeicher ist zur Gänze in Mitteleuropa herstellbar und ermöglicht es, erneuerbare Energie besser in die E-Mobility zu integrieren und das Stromnetz zu stabilisieren.

Schwingungsarme Achsgetriebe elektromechanischer Antriebsstränge

Die Eltern von Preisträger Dr.-Ing. Philipp Gwinner mit der Urkunde neben seinem Betreuer Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl (rechts) und Prof. Dr. Peter Pfeffer von der VDI Fach-Jury (links)

Dr. Philipp Gwinner hat seine Dissertation bei Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl an der TU München am Lehrstuhl für Maschinenelemente zum Thema „Schwingungsarme Achsgetriebe elektromechanischer Antriebsstränge“ eingereicht. Sie beschäftigt sich mit der Reduktion besonders hochfrequenter Geräusche bei Getrieben im elektrischen Fahrzeugantrieb, die als sehr störend wahrgenommen werden. In der Arbeit werden dabei anschaulich verschiedene Auslegungsmethoden und Verzahnungskonzepte aufgezeigt, die zu einer Verbesserung der Antriebsakustik von Getrieben höchster Leistungsdichte in Elektrofahrzeugen führen.

Robuste Zuverlässigkeit

Preisträger Dr. Stefan Kemmler mit Dipl.-Ing Peter Hotka von der VDI Fach-Jury (rechts)

Dr. Stefan Kemmler hat seine prämierte Dissertation „Robuste Zuverlässigkeit“ bei Prof. Dr.-Ing. Bernd Bertsche und Prof. Dr. h.c. Dr. h.c. Dr.-Ing. Herbert Birkhofer im Fachbereich Zuverlässigkeitstechnik an der Universität Stuttgart verfasst und darin eine integrale Methodik zur Entwicklung robuster, zuverlässiger Produkte definiert und festlegt. Mit den entwickelten Erklärungs- und Modellierungsmodellen wird die Theorie visualisiert und dem Ingenieur ein entwicklungsbegleitendes Werkzeug zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, dass Produkte innerhalb der geforderten Einsatzzeit gegenüber Markt- oder Anforderungsschwankungen unempfindlicher reagieren.

Nach der festlichen Prämierung hatten die Gäste beim ausgedehnten Abendimbiss Gelegenheit zum Austausch. Diskutiert und genetzwerkt wurde bis spät in die Nacht.

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