Kompetenzen

Elektrochemischer Energiespeicher

Für den erfolgreichen Einsatz elektrischer Speicher ist die Charakterisierung und Modellierung elektrochemischer Speicher entscheidend. Zudem gilt es, komplette Batterie- und Energiesysteme zu entwickeln und zu testen.
 
Es geht unter anderem darum, die optimalen Parameter zur Einbindung elektrochemischer Speichertechnologien in unterschiedlichsten Anwendungen zu bestimmen. Dabei kommen zahlreiche Test- und Charakterisierungsmethoden zum Einsatz.

Anspruchsvolles Batterie-Management

Den korrekten und sicheren Betrieb von elektrischen Speichersystemen gewährleisten Batterie- und Energiemanagementsysteme (BMS und EMS).

Unsere Forschenden, die sich auf Batteriemanagementsysteme spezialisiert haben, entwickeln überaus effiziente und zuverlässige Hard- und Software für solche BMS und EMS. Zu diesem Zweck testen, entwickeln und validieren sie modellbasierte Softwarealgorithmen und individuelle Hardware für unterschiedlichste Batterieanwendungen.

Prozessoptimierung in der Fertigung

Die effiziente Herstellung von Batterien gehört zu den Schlüsseltechnologien, um die Ziele der Energiewende zu erreichen. Unsere Spezialistinnen und Spezialisten für Fertigungstechnologien optimieren den Produktionsprozess in Kombination mit der Entwicklung effizienterer und robusterer Maschinen.

Damit sich diese Technologie durchsetzt, muss die Produktion mit neuen Methoden deutlich effizienter werden. So wird gefordert, dass pro Linie alle 30 Sekunden eine fertige Batteriezelle vom Band läuft. Diese Produktionsmethoden müssen erst noch entwickelt werden, um die Massenfertigung von Batterien mit hoher Leistungsdichte und höchster Qualität zu ermöglichen.

Wir stellen unser Wissen für den Aufbau und die Optimierung von Produktionsanlagen direkt der Schweizer Maschinenindustrie und den Batterieherstellern zur Verfügung.

Wasserstoffsysteme

Wir verfügen über umfassende Kompetenzen darüber, wie man wasserstoffbasierte Energiesysteme mit Brennstoffzellen, H₂-Speichern und Elektrolyseuren optimal ausgelegt und sicher sowie effizient betreibt. Wir konzentrieren uns dabei auf Zellen mit Polymerelektrolytmembranen (PEM).

Unsere Brennstoffzellensysteme sind durch zahlreiche Projekte für mobile Anwendungen erprobt.
 
Wir entwickeln und bauen Brennstoffzellen nach unserem eigenen, prämierten Konzept IHPoS (Independent Hydrogen Power System). Dabei stellen wir eine kostenoptimierte Gasperipherie zusammen und integrieren die Brennstoffzellen platzsparend und unter Berücksichtigung der Wärmeflüsse. Das fundierte Know-how, wie Brennstoffzellen gestartet, betrieben und abgeschaltet werden müssen, beruht auf Langzeiterfahrungen und ausgedehnten Feldtests. Zahlreiche Funktionalitäten der Managementsysteme gewährleisten die optimale Einbindung der Brennstoffzellen in komplexe Energiesysteme.

Elektrizitätsnetze

Wir messen und modellieren Stromversorgungsnetze zur Beurteilung des stationären und dynamischen Verhaltens sowie zur Analyse der Spannungsqualität. Zunehmende Schwankungen bei der Energieerzeugung und beim Verbrauch erfordern eine immer tiefere Kenntnis der Phänomene in den Stromnetzen.

Mit unserem gut sortierten und modernen Messgerätepark führen wir gemeinsam mit unseren Partnern, insbesondere Verteilnetzbetreibern und Kraftwerken, umfangreiche Messkampagnen durch. Mit den gewonnenen Informationen sind wir in der Lage, exakte Modelle dieser Stromnetze zu bauen und zu validieren. Mittels Simulationen lassen sich Auswirkungen der Verbreitung von neuen Technologien wie dezentraler Produktion und Speicherung sowie von lokalen Steuerungen oder Regelungen im Voraus analysieren. 

Wir leiten daraus Empfehlungen ab, wie Stromnetze besser ausgelastet, effizienter betrieben oder möglichst kostengünstig verstärkt werden können und gleichzeitig die hohe Qualität der Stromversorgung erhalten bleibt.

Im Prosumer-Lab werden modere Prosumer-Haushalte im Labor nachgebildet um Systemkomponenten im Hausnetz wirklichkeitsgetreu und reproduzierbar testen zu können.

Photovoltaik

Unser Labor für Photovoltaiksysteme der BFH in Burgdorf forscht seit über 30 Jahren erfolgreich im Bereich der PV-Systemtechnik.
 
Die Photovoltaik (PV) ist die wichtigste neue Stromquelle der Schweiz im Rahmen der Energiestrategie 2050. Wir sind in folgenden Kompetenzbereichen tätig:

• PV-Langzeitmessung und -Qualitätskontrolle
• PV-Wechselrichter und -Speichertests
• PV-orientierte Gebäude (PVOB): Gebäudehüllen mit Photovoltaik
• PV2X/ EV2X: PV gekoppelt mit «smarten Verbrauchern», z. B. Elektrofahrzeugen

Die umfangreichen Testlabors, die PV-Anlagen und eines der wenigen Hochspannungs-Testlabors der Schweiz werden der Schweizer Industrie und Anwendern u. a. für Messungen und Entwicklungsprojekte zur Verfügung gestellt. Wir bieten Unterstützung bei Analysen, Beratungen, Studien, Vorträgen und Schulungen.

Mobilität

Auf dem Weg zum massentauglichen Elektrofahrzeug ist die Entwicklung leistungsstarker und wirtschaftlicher Energiespeicher die grösste Herausforderung.
Bislang bleibt bei mobilen Anwendungen die begrenzte Möglichkeit zur Speicherung von elektrischer Energie die grösste Hürde. Dennoch ermöglicht die chemische Energiespeicherung heute in vielen Fällen wirtschaftliche Lösungen, sofern die Batterie optimal auf die entsprechende Anwendung ausgelegt ist.
 
Mit unserem breiten Batterie-Know-how leisten wir einen wichtigen Beitrag zur Konzeptionierung optimaler Energiespeicher für die Mobilitätsanwendungen der Industriepartner.
Unsere Forschung versetzt uns in die Lage, Fahrzeuge unter Berücksichtigung der aktuellen Normen und Vorschriften zu elektrifizieren.

Betriebswirtschaft, Innovationsmanagement und Gesellschaft

Als Spezialistinnen und Spezialisten für Unternehmens- und Ökosystementwicklung modellieren und simulieren wir für unsere Kunden komplexe politisch-ökonomische Fragestellungen. Unternehmen gewinnen, wenn sie frühzeitig die Komplexität ihres Innovationsökosystems erfassen und zielführend beeinflussen.

Mit staatlichen und privatwirtschaftlichen Auftraggebern definieren wir Leitlinien für die strategische Zielfindung und -umsetzung.

Informatikthemen

Unsere Informatikspezialistinnen und -spezialisten konzipieren digitale Führungssysteme für die Energiespeicherung und für das Energiemanagement auf kommunaler Ebene. Weiter sind Fragen rund um den Schutz der Privatsphäre des Individuums in «smarten» Energieverteilnetzen sowie der Absicherung von Kommunikations- und Führungsinfrastrukturen durch informationstechnische Verfahren zu beantworten. Schliesslich sind die Steuerung und Analyse der auch im Energiebereich enormen Datenmengen sowie die Entwicklung darauf basierender Softwareapplikationen ein zukunftsträchtiger Kompetenzbereich der BFH.