Die Metropolregion Nürnberg ist auf dem Weg zum führenden Zentrum für Elektroniksysteme in Deutschland: Prof. Dr. Albert Heuberger, Leiter des Fraunhofer IIS, Prof. Dr. Lothar Frey, Leiter des Fraunhofer IISB, sowie Prof. Dr. Joachim Hornegger, Präsident der FAU, stellten das Konzept des neuen Leistungszentrums Elektroniksysteme (LZE) gestern im Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie  gemeinsam mit Staatsministerin Ilse Aigner, Prof. Dr. Alexander Verl, Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft, und Prof. Dr. Siegfried Russwurm, Mitglied des Vorstands der Siemens AG, vor.

»Im Leistungszentrum Elektroniksysteme geben Wissenschaftler bekannten Anwendungen neue Funktionen und schaffen neue Technologien«, erläutert Prof. Dr. Alexander Verl, Vorstand Technologiemarketing und Geschäftsmodelle der Fraunhofer-Gesellschaft. »Am LZE geschieht Systemintegration in einer neuen Dimension. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat das Ziel, die Metropolregion Nürnberg zum führenden Zentrum für Elektroniksysteme in Deutschland mit internationaler Strahlkraft auszubauen. Der Schulterschluss mit den Unternehmen stellt dabei sicher, dass die neuen Technologien eine gute Chance haben, in erfolgreiche Produkte zu münden.«

Bayerisches Wirtschaftsministerium fördert mit fünf Millionen Euro

Das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie unterstützt die Pilotphase des LZE mit fünf Millionen Euro. Weitere fünf Millionen Euro kommen aus der Industrie sowie 4,8 Millionen Euro aus Fraunhofer-Mitteln. Bayerns Wirtschafts- und Technologieministerin Ilse Aigner sagte: »Forschung und Innovation sind die Schlüssel zur Sicherung von Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand. Wir stärken mit dem Zentrum die Innovationsführerschaft Bayerns und die Metropolregion Nürnberg. Hierfür nehmen wir alleine in den ersten 2,5 Jahren fünf Millionen Euro in die Hand.«

Energieeffizienz und Systemintegration als wichtige Herausforderungen

Die Wissenschaftler des Fraunhofer IIS, des Fraunhofer IISB, der Universität Erlangen-Nürnberg sowie von führenden Industrieunternehmen arbeiten nicht nur an der Integration von Elektroniksystemen. »Energieeffizienz ist im Kontext von Energieversorgung und stromnetzunabhängigen Systemen die aktuell wichtigste Herausforderung in der Elektrotechnik«, erläuterte Prof. Dr. Albert Heuberger, Leiter des Fraunhofer IIS in Erlangen. Prof. Dr. Frey, Leiter des Fraunhofer IISB in Erlangen, ergänzte: »Das Leistungszentrum Elektroniksysteme konzentriert sich auf zwei Hauptanwendungsbereiche. Zum einen auf die Leistungselektronik, etwa für Energieversorgung und Antriebstechnik. Und zum anderen auf Low-Power-Elektronik. Hier entwickeln unsere Wissenschaftler Lösungen zur Reduktion des Energieverbrauchs, da die Anwendungen mit minimalen Energiemengen auskommen müssen.«

Forschung in neuen Dimensionen

In einem gemeinsamen Roadmapping-Prozess legen die Beteiligten die Schwerpunkte aus Forschung und Wirtschaft fest. Sie erstellen unter anderem Prognosen und Analysen, welche Produkte in Zukunft auf dem Markt gefragt sind, leiten spezifische Maßnahmen zur Bearbeitung wissenschaftlicher Aufgabenstellungen ab und entwickeln gemeinsame Karriere- und Ausbildungsformate. »Das Leistungszentrum Elektroniksysteme bedeutet Forschung in neuen Dimensionen – in zweierlei Hinsicht. Denn die Forschung bewegt sich zum einen im Grenzbereich des heute Machbaren. Zum anderen findet die Zusammenarbeit aller Partner auf einer völlig neuen Ebene statt«, so Prof. Dr. Albert Heuberger. Mit der FAU hat das LZE einen starken wissenschaftlichen Partner. »Wir schreiben mit dem Leistungszentrum Elektroniksysteme wesentliche Kapitel der Technologie-Roadmap im Bereich Elektroniksysteme«, sagte Prof. Dr. Joachim Hornegger, Präsident der FAU. »Wir freuen uns über die weitere Vertiefung der Zusammenarbeit. Das LZE bietet erhebliche Vorteile für alle Beteiligten: Für die FAU die Erweiterung des Angebotes für unsere Studierenden, für Fraunhofer den früheren Kontakt zu unserem hervorragenden wissenschaftlichen Nachwuchs, für den Standort wissenschaftliche Exzellenz und Strahlkraft.«

Forschungspartner bringen Entwicklungen in die Praxis

Zahlreiche kooperative Forschungsinitiativen wie der Energie Campus Nürnberg (EnCN) oder das Embedded Systems Institute (ESI) belegen die enge Vernetzung der Wissen-schaftseinrichtungen am Standort. Einer der ersten strategischen Partner des LZE ist die Siemens AG, die am Standort Erlangen umfangreiche Forschungsaktivitäten betreibt. Weitere vor allem regional ansässige Unternehmen sollen folgen. »Wir sind nur dann erfolgreich, wenn wir die Wirtschaft mit ins Boot holen und im engen Austausch mit ihr ausloten, welche konkreten Anwendungsmöglichkeiten die neuen Technologien bieten«, ergänzt Prof. Dr. Alexander Verl. Denn die Industriepartner garantieren, dass die Forschungsergebnisse sofort in die Anwendung kommen. Prof. Dr. Siegfried Russwurm, Mitglied des Vorstands der Siemens AG betonte: »Für uns ist es wichtig, von Anfang an dabei zu sein und die Konzeption des Leistungszentrums aktiv mitzugestalten. Der Standort Erlangen ist und bleibt ein Symbol für Innovationskraft – gerade mit dem geplanten Siemens-Campus. Es ist deshalb aus unserer Sicht absolut sinnvoll, das Leistungszentrum auch auf dem Siemens-Campus anzusiedeln.« Die Siemens AG unterstreicht ihre Kooperation zudem mit einer Absichtserklärung über eine strategische Partnerschaft im Leistungszentrum Elektroniksysteme mit den beiden Fraunhofer-Instituten IIS und IISB.

Vier Pilotprojekte aus den Bereichen Leistungs- und Low-Power-Elektronik

Das LZE bündelt seine Aktivitäten in zwei technologischen Ausrichtungen: Leistungselektronik zur Wandlung und Verteilung elektrischer Energie sowie Low-Power-Elektronik für Anwendungen mit geringstem Energieverbrauch. Zunächst vier Pilotprojekte demonstrieren die umfassende Forschungskompetenz am Standort und erarbeiten innovative Lösungen für industrierelevante Fragestellungen:

Die Wissenschaftler im Projekt »DC-Backbone mit Strom-Gas-Kopplung« sind dabei, ein neues System für die Energiespeicherung zu erforschen. Ihre Anlage soll Energie saisonal in Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) speichern und erneuerbare Energien dank dieses und eines weiteren Speichers auf Lithium-Ionen-Basis flexibler ins Stromnetz integrieren können. Ziel des Projekts »Energieübertragung in schnell bewegte Systeme« ist die induktive Übertragung von Energie und Daten in schnell bewegte Komponenten. Anwendungsbeispiele hierfür sind Windkraftanlagen mit in Rotorblätter integrierter Elektronik, hoch automatisierte Fertigungsanlagen oder Roboter als Basis für die Industrie 4.0, bei denen Energie und Information über Gelenke hinweg übertragen werden.

Basierend auf der Technologie der Echtzeitlokalisierung RedFIR® und dem FitnessSHIRT, das Puls und Atmung misst, entwickeln die Partner im Projekt »Low-Power-Elektronik für Sport- und Fitnessanwendungen« im ersten Schritt einen erweiterten Prototypen. Dieser vereint die beiden Technologien. Das Shirt nimmt damit Positions- und Bewegungsdaten gleichzeitig mit Vitaldaten wie EKG oder Atmung auf. Zusätzlich arbeiten die Wissenschaftler an neuartigen Algorithmen zur Interpretation von EKG-Signalen, wie die Analyse der Herzratenvariabilität oder die Arrhythmie-Erkennung. Im Projekt »Energieautarkes Asset-Tracking-System für Logistikanwendungen« wiederum realisieren die Forschenden ein wartungsarmes Ortungssystem, das in der Lage ist, Güter in einer Lagerhalle zu lokalisieren und nachzuverfolgen.