Diplomarbeiten 2023/24
Kostenoptimierung einer Wärmepumpe mit modellprädiktiver Steuerung
Diplomanden: Manuel Weidinger, Cedric Streitberger
Betreuer: DI Dr. Josef Maßwohl
Der Umstieg von konventionellen, fossilen Heizungen auf erneuerbare Heizsysteme spielt in den kommenden Jahren eine bedeutende Rolle in der Energiewende. Vor allem Wärmepumpen werden dabei eine tragende Rolle einnehmen. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, den Betrieb einer Wärmepumpe kostengünstiger zu gestalten. Dazu wird eine modellprädiktive Regelung entwickelt, die die starke Fluktuation der Marktstrompreise aufgrund erneuerbarer Energieträger nutzt.
Vom Gebäude wird ein RC-Modell erstellt, das dessen thermisches Verhalten beschreibt. Die Parameter dieses Modells können aus vergangenen Heizdaten bestimmt werden. Dem mathematischen Modell werden aktuelle Marktstrompreise sowie Wettervorhersagedaten – insbesondere Außentemperatur und Globalstrahlung – übergeben.
Ein Solver berechnet den Stellgrößenverlauf der Wärmepumpe so, dass die Kosten minimiert werden. Es wurde eine Simulation entwickelt, mit der die Heizkosten für ein Gebäude in einem beliebigen Zeitraum berechnet werden können. Für die Heizsaison im Jahr 2023 sind Einsparungen von bis zu 30 % erzielbar. Durch den zusätzlichen Einsatz einer Photovoltaikanlage kann das Einsparpotenzial weiter erhöht werden.
Verkaufsplattform für regionale Lebensmittel
Diplomanden: Martin Hermann, Markus Marx
Betreuer: DI Dr. Josef Maßwohl
Da viele Landwirte heutzutage ihre Erzeugnisse direkt vermarkten, zielt unsere Diplomarbeit darauf ab, eine durchdachte Lösung für einen Onlineshop für Landwirte in der Region bereitzustellen.
In diesem Onlineshop können Bauern ihre Produkte inserieren, die den Kunden übersichtlich präsentiert werden. Diese können anschließend einen Warenkorb zusammenstellen und die gewünschten Waren bestellen.
Der Großteil des Arbeitsaufwands umfasst die Umsetzung einer Website sowie einer mobilen App mit der Programmierbibliothek React und die Implementierung einer eigens entwickelten Programmierschnittstelle zur Verwaltung der Daten.
E-Kart
Diplomanden: Dominik Mehlmauer, Alexander Knoller
Betreuer: DI Bernhard Hafner
Unser Projekt konzentriert sich darauf, ein Rennkart zu entwickeln, das durch die Integration eines CVT-Getriebes und einer fortschrittlichen, sensorbasierten Traktionskontrolle ein optimiertes Fahrerlebnis bietet – insbesondere für Neueinsteiger. Dabei verwenden wir einen handelsüblichen Rennkart-Rahmen und einen leistungsstarken 5-kW-Elektromotor von Golden Motors.
Die Sensorik umfasst einen ESP32, der mit ABS-, Gyro- und Lenkwinkelsensoren arbeitet, um präzise Messwerte zu erfassen. Bei Abweichungen von definierten Sollwerten reguliert der ESP32 die Gaszufuhr, um ein Ausbrechen des Karts zu verhindern.
Wir bedanken uns recht herzlich für die Zusammenarbeit mit unseren Hauptsponsoren S4U/SURRON, Schrack Technik sowie der Parktherme Bad Radkersburg.
Intelligenter Betriebsartenschalter
Diplomanden: Nico Weiß, Jonas Trummer, Romeo Seidl
Betreuer: DI Anton Dusleag
Um diese Aufgabe zu bewältigen, ist das Projekt in drei separate Teile gegliedert. Das Hauptziel besteht in der Optimierung eines intelligenten Betriebsartenwahlschalters. Dieser soll idealerweise so günstig und kompakt wie möglich ausgeführt werden.
Der erste Teil umfasst die SPS-Komponente, deren Aufgabe es ist, die Funktionalität des Schalters zu programmieren und Daten von diesem zu sammeln. Diese Daten werden anschließend in einem optimierten Format für den Mikrocontroller bereitgestellt.
Der zweite Teil des Projekts beinhaltet den Entwurf einer Platine mit Gehäuse, die die Betriebszustände mithilfe von RGB-LEDs anzeigt. Diese Platine soll direkt auf dem Betriebsschalter montierbar sein.
Der dritte Teil umfasst die Programmierung des Mikrocontrollers, der die RGB-LEDs auf der Platine steuert. Die zur korrekten Visualisierung benötigten Daten werden von der SPS bereitgestellt.
Das Ergebnis ist ein kompaktes Hardware-Design sowie eine anpassbare Softwarelösung für den Bedienschalter.
Digitalisierung eines Versorgungsnetzes
Diplomanden: Jakob Fischer, Michael Gwaltl
Betreuer: DI Oswald Drögsler
Im Sektor der erneuerbaren Energien (Photovoltaik, E-Mobilität etc.) hat sich in den letzten Jahren ein regelrechter Boom entwickelt. Aufgrund dieser raschen Entwicklungen stehen Netzbetreiber in Europa vor großen Herausforderungen. Die bestehenden Stromversorgungsnetze sind nicht für diese Art der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs ausgelegt.
Ziel der Diplomarbeit war es, das Stromnetz des Ortes St. Georgen im Versorgungsgebiet des Energieunternehmens Kiendler in ein geografisches Informationssystem zu überführen und sämtliche technischen Daten zu digitalisieren.
Darüber hinaus sollten mit der Netzberechnungssoftware Cerberus Simulationen zukünftiger Veränderungen durchgeführt werden, um Schwachstellen im Stromnetz zu identifizieren.
Mähroboter ohne Begrenzungskabel
Diplomanden: René Brunec, Jure Jureš, Filip Halec
Betreuer: DI Dr. Josef Maßwohl; Ing. Paul Fürbass, BEd
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Rasenroboters, der ohne Induktionsschleife funktioniert. Mechanische Komponenten aus Aluminium und 3D-Druck, kombiniert mit einer Arduino-Mega-Steuerung und WiFi-Anbindung via ESP32, ermöglichen die Integration in eine Serverdatenbank.
Eine eigens entwickelte App dient der Steuerung und Überwachung des Roboters. Das Ergebnis ist ein app-gesteuerter, voll funktionsfähiger Rasenroboter.