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Projektbeschreibung MoLiCu (Mobile Lidar Cubes)

(ZIM-Programm)

ZIM

Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) ist ein bundesweites, technologie- und branchenoffenes Förderprogramm. Mit dem ZIM sollen die Innovationskraft und damit die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Unternehmen nachhaltig gestärkt werden. Es soll zum volkswirtschaftlichen Wachstum beitragen, insbesondere durch die Erschließung von Wertschöpfungspotenzialen und die Hebung des Niveaus anwendungsnahen Wissens.

Ziel von MoLiCu

Entwicklung eines hochinnovativen mobilen, thermisch und mechanisch extrem stabilisierten „Mobile Lidar Cubes“ für Anwendungen in der Wetter-/Klimaanalyse. Der Inhalt des “Mobile Lidar Cubes“-Projektes bezieht sich auf die industrielle Standardisierung und Verbesserung eines 3D gedruckten Gehäuserahmens für ein in der Zukunft geplantes, autark messendes Lidarsystem mit einem Gerätevolumen von nur 1 m³.

Kooperationspartner

1. DETHLOFF & LANGE GmbH (DeLa)
2. Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock (IAP)

Förderung und Laufzeit des Projektes

Gefördert: durch BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft); Laufzeit: 1. Januar 2021 bis 7. März 2022

Inhaltliche Aufgaben von MoLiCu

Dem IAP ist es gelungen, die für ein einsatzfähiges messfertiges LIDAR notwendigen optoelektronischen Bauteile soweit zu verkleinern und leichter zu entwickeln, dass sie von der Größe eines Containers auf etwa 1 m³ Volumen (Cube) und etwa 300 kg Gewicht minimiert sind. Dieses Projekt ermöglicht es, im Rahmen des gelebten Technologietransfers das dafür notwendige Lidargehäuse industriell zu konzipieren und in der Folge industriell fertigen zu lassen.

Bestandteile des MoLiCu-Vorhabens sind

  • Neuentwicklung des MoLiCu: Verbesserung der statischen und thermischen Containereigenschaften
  • Optimierung der Reinraumeigenschaften durch Variation / Modifikation der verwendeten Konstruktionswerkstoffe für eine höhere optische Güte
  • Volumenoptimierung für die unterzubringenden Komponenten im Hinblick auf die Verwendung von Standardelektronikkomponenten sowie deren thermische Stabilität
  • höhere thermische Isolierung, Weiterentwicklung der Messöffnungen, leitungsfähigere innere Temperaturzonenregelung
  • Verbesserte Teleskopkonstruktion für Messungen am Tag, Reduzierung der Turbulenz aufgrund der Sonneneinstrahlung
  • Weiterentwicklung der bisher verwendeten 3D Drucktechnologie zur Senkung der Produktionszeit
  • Erstellung eines optimierten Prototypen mit verbesserten o.g. Eigenschaften mit einem industriellen Fertigungskonzept
  • Konzeptionierung eines Service- und Maintenance Rahmens für die spätere Produktion des MoLiCu

Hintergrundinformationen Lidar-Technologie

Die Lidar-Technologie ist ein bewährtes Messverfahren für die Erforschung der Erdatmosphär. Durch hochpräzise spektrale Messungen können mittels Doppler-Rayleigh-, Doppler-Mie- und Doppler-Resonanzstreuung Temperaturen, Windgeschwindigkeiten, Partikelkonzentrationen, Konzentrationen von Spurenstoffen und weitere Parameter gemessen werden. Diese Techologie ist ein elementares und unverzichtbares Verfahren für die Vermessung und das Verständnis der Atmosphäre, unseres Klimas und dessen Wandel. Der Einsatz der Lidar-Technologie zur Vermessung der Atmosphäre vom Erdboden bis in ca. 50 (100) km Höhe ist bisher mit einem sehr großen technologischen Aufwand verbunden. Entsprechende Systeme sind z.T. in Gebäuden untergebracht und erfordern einen weitreichenden Einsatz von Personal, Infrastruktur und Technik. Ein örtlich und zeitlich flexibler Einsatz von Lidar, ausgerichtet an den aktuellen atmosphärischen und klimarelevanten Entwicklungen, wird erst durch den Einsatz des Lidar Cubes mit Abmaßen von ca. 1m³ möglich.