Kalmar-Roboter und Honigwaben-Turbine

Bachelor-Studierende aus dem Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik haben sich wieder mächtig ins Zeug gelegt und präsentieren Ende Mai elf neue Projekte, die sie im vergangenen Jahr entwickelt haben. ETH-News stellt zwei von ihnen vor.

Vergr?sserte Ansicht: Sepios
Unterwasserroboter Sepios ?hnelt in vielerlei Beziehung Kalmaren oder Sepien. (Bild: iStockphoto / Montage)

Im fünften und sechsten Semester sollten Bachelor-Studierende ihr Grundlagenwissen vertiefen, einen Fokus setzen. Was nach trockenem Studienalltag t?nt, gipfelt bei den angehenden Maschineningenieurinnen und -ingenieuren in einem vielbeachteten und beliebten Lehr-Event. Allj?hrlich pr?sentieren sie ihre Fokus-Projekte. Dieses Jahr ist die Ausbeute besonders gross. Gleich elf Gruppen warten mit neuen Robotern, Motoren, Turbinen oder sonstigen Entwicklungen auf.

Sepios vollführt Loopings

Die Mischung aus Robotik und Bionik ist für jeden Ingenieur verführerisch. Kein Wunder, dass Martin M?ller, der Projektkoordinator von Sepios, rasch acht Kollegen fand, die bereit waren, gemeinsam einen Unterwasserroboter zu bauen, der die Bewegungen von Sepien und Kalmaren imitiert. Der Rumpf von Sepios besteht aus einem Polycarbonat-Zylinder, in welchem die Steuerelektronik und die Batterien untergebracht sind. An diesem Zylinder k?nnen bis zu vier Flossen modular angebracht und nach Belieben wieder demontiert werden. St?bchen entlang jeder Flosse bewegen wellenf?rmig eine elastische Folie. Dadurch kann Sepios anmutig durchs Wasser gleiten. Der Roboter schwimmt – wie es für seine tierischen Vorbilder, die Sepien, typisch ist – gleich gut vorw?rts wie rückw?rts, kann rapide abbremsen und in die Gegenrichtung beschleunigen. Mit jedem Tauchgang von Sepios sammeln die Studenten neue Erfahrungen. Mittlerweile ist der Unterwasserroboter; in der Lage, Man?ver wie Loopings oder Schrauben zu vollführen.

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Da der Unterwasserroboter sehr agil ist, soll er künftig durch enge R?hren und Spalten navigieren k?nnen. Weil Sepios keinen Propeller hat, tendiert er weniger dazu, sich in Algen zu verfangen oder empfindliche Tiere aufzuschrecken. Zurzeit taucht Sepios zwar nur im Schwimmbecken bis zu einer maximalen Tiefe von fünf Metern; die Entwicklung eines robusteren Prototyps ist jedoch durchaus denkbar. Die Erbauer sehen das Potenzial von Sepios durchaus, sind aber in erster Linie begeisterte Studenten: ?Zun?chst einmal ist Sepios ein Forschungsprojekt?, so M?ller, ?bis zum kommerziellen Produkt ist es noch ein weiter Weg.? Sepios k?nnte dereinst für die Untersuchung von Schiffswracks und Unterwasserh?hlen eingesetzt werden, er k?nnte Meereslebewesen filmen oder im Offshore-Bereich als Tauchassistent dienen.

Lifttaugliche Wabe fürs Flachdach

Die Offshore-Windparks in der Nordsee kennt jeder, aber wie l?sst sich Windkraft in der Stadt effizient nutzen? Die Studierenden der Gruppe ?Urban Flow? gingen dieser Frage nach, weil sie einen konkreten Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung leisten m?chten. Dafür befassten sich die Studierenden intensiv mit den Str?mungsverh?ltnissen in der Stadt. Durch Strassen und Geb?ude wird Wind vielerorts beschleunigt. Anhand dieser Analysen und im Gespr?ch mit Architekten war bald der optimale Standort für eine neue Turbine gefunden: das Flachdach. Da urbane R?ume optisch attraktive sowie flexible L?sungen erfordern, war erstes Ziel der Gruppe, eine kleine, modulare L?sung zu finden, die sogar im Lift aufs Dach bef?rdert werden kann. So kamen die Studierenden auf eine Wabenstruktur. Diese ist ideal, weil sie den Wind zus?tzlich bündelt und so die Turbine effizienter arbeiten kann.

Wabenturbine
?Honeycomb?, die Windturbine fürs Flachdach, kann modular zusammengesetzt werden. (Bild: ETH Zürich)

Die sechseckige Wabenstruktur namens ?Honeycomb? besteht aus glasfaserverst?rktem Kunststoff. Für den Rotor w?hlten die Studierenden zudem leichte Kohlenstofffasern. Die Turbine wird durch einen Stahlrahmen zusammengehalten und mit einem Dreifuss sicher auf dem Dach verankert. Diese Metallteile machen denn auch den Grossteil des Gewichts aus – ein Modul wiegt lediglich 120 Kilogramm. Nominal produziert eine Windturbine von Urban Flow 400 Watt Leistung. Zum Vergleich: Für die gleiche Leistung müssen etwa zwei Quadratmeter Solarpanels aufgestellt werden. Die Gruppe Urban Flow sieht ihre ?Honeycomb? jedoch nicht als Konkurrenz zur Solarzelle, sondern als sinnvolle Erg?nzung. ?An vielen Orten scheint die Sonne nicht genug, oder der Wind birgt einfach das gr?ssere Potenzial. Dies muss standortspezifisch abgekl?rt werden?, erl?utert Vanessa Schr?der von Urban Flow. Jetzt soll die Honigwaben-Turbine in Chur auf dem Geb?ude der Hochschule für Technik und Wirtschaft getestet werden. Schr?der freut sich darauf: ?Wir sind sehr gespannt, ob sich die Turbine im Praxistest bew?hrt. Wenn ja, ist dies eine tolle Belohnung am Ende eines unglaublich vielf?ltigen Entwicklungsprozesses – bereits im Bachelorstudium.?

Fokus-Projekte Rollout

Insgesamt elf Gruppen stellen ihre Fokus-Projekte am 27. Mai 2014 der ?ffentlichkeit vor. Zwischen 14.00 und 16.00 Uhr sind die Pr?sentationen im AudiMax (HG F 30) zu sehen und danach werden alle Projekte in der Haupthalle des ETH-Hauptgeb?udes ausgestellt. Weitere Informationen

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