Projekt 35501/33

Neuartiges auf Mikrospiegel-Technologie basierendes multifunktionales aktives Fensterglas (Smart Mikrospiegel-Glas)

Projektdurchführung

Nanoscale Glasstec GmbH
Heinrich-Plett-Str. 40
34132 Kassel

Zielsetzung

Gebäude in der EU verbrauchen durch Heizung, Klimaanlagen und Beleuchtung etwa 40 % der Primärenergie und verursachen 36 % der gesamten CO2-Emission. Dabei sind 85 % des Gebäude-Glases in der EU ineffizient. Eine enorme Energieeinsparung würde durch Austausch ineffizienter durch Smart Glas erzielt werden. Wir arbeiten mit einem besonderen Smart Glas, das auf neuartiger Mikrospiegelarray-Technologie basiert, eingehendes Sonnenlicht gemäß Nutzeraktivitäten, Sonnenpositionen und Tages-/Jahreszeit-Anforderung reflektiert (anstatt absorbiert) und personalisierte Lichtlenkung in Gebäuden bietet. Das Smart Mikrospiegel-Glas ermöglicht damit kostenlose Sonnenwärme im Winter und Überhitzungsschutz im Sommer, würde zu enormer Einsparung von Energie (bis zu 35 %) und Materialien (10 %, z.B. Wegfall von Verschattungssystem, Klimaanlage, schlankerer Gebäudebau etc.), erheblicher CO2-Reduktion (bis zu 30 %) sowie Gesundheitsförderung durch Tageslicht führen. Das Smart Mikrospiegel-Glas ginge deutlich über den aktuellen Stand der Technik hinaus (automatische und personalisierte Tageslichtnutzung, nachhaltige und robuste Materialien durch Miniaturisierung, Schnelligkeit, keine Überhitzung, sehr geringer Energieverbrauch, sehr lange Lebensdauern, jahreszeitenunabhängig). Es kann in neuen und alten Gebäuden verwendet werden, hat positive Auswirkungen auf Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft, und würde eine entscheidende Rolle in Smart Green Cities spielen.

Durch das DBU Green Start-up Programm konnten die Gründergehälter gesichert werden, um den Aufbau des Unternehmens voranzubringen, indem Marketing, Vertrieb, Normen und Produktzertifizierungen, Entwicklung Managementprozess etc. zwischen 01.2021 und 12.2023 gefördert wurden.

Arbeitsschritte

Zusätzlich zu den betriebswirtschaftlichen Tätigkeiten wurden zwei Schwerpunkte gesetzt: die technologische Skalierung großflächiger Mikrospiegel-Glases und die Entwicklung des Steuerungssystems.

Ergebnisse

Die Skalierung des Smart Mikrospiegel-Glases auf 0,8m*1,4m wurde aufgrund der Verzögerung bei dem Bau der erforderlichen Anlagen und Infrastruktur sowie bei der Optimierung der zu integrierenden Fremdfertigungs-Prozesse leider verzögert. Dieser Skalierungsprozess legt die technologische Grundlage zur Errichtung einer automatisierten inline Produktionslinie. Parallel zur Skalierung wurde das Steuerungssystem entwickelt und eine prototypische technische Umsetzung in Hard- und Software durchgeführt. Die gesteckten Genauigkeitsziele wurden erreicht, ferner konnte das Steuerungssystem sogar kostengünstiger und mit mehr Arbeitsspeicher realisiert werden, als ursprünglich geplant.

Die Erfahrungen bei der Herstellung des großflächigen Demonstrators zeigte, dass eine automatisierte inline Produktionsanlage für die Erhöhung der Ausbeuten und Qualität unbedingt erforderlich ist. Der Business Plan inkl. Marketing- und Vertriebsstrategie, Finanzierung und Management- und SCM-System etc. wurde entsprechend aktualisiert. Aufgrund des großen Kapitalbedarfs einerseits und andererseits auch um zur weltweiten Klimarettung mit unserer Technologie beizutragen, wurden internationale Investoren gesucht.

Recherchen bzgl. Wettbewerbstechnologien, Patente und Markt wurden fortlaufend durchgeführt. Das Konzept des Smart Mikrospiegel-Glases ist anderen Technologien immer noch weit überlegen, sowohl bezüglich Nutzervorteile und Kosten nach dem Scale-up. Eine allgemeine IP-Prognostik in Bezug auf Patentstrategie, Trademarks, Marketing und Branding Strategie wurde durchgeführt. Zwei europäische Schutzrechte wurden angemeldet, eines davon wurde bereits erteilt.

Öffentlichkeitsarbeit

Einige allgemein verständliche Artikel wurden veröffentlicht und die Öffentlichkeit direkt angesprochen durch ferner:
A: Das Smart Glass thematisiert 6 der SDG Ziele. Deswegen haben wir uns an der SDG+ Challenge beteiligt. Die Challenge im SDG+ Lab entwickelte von 2023 bis 2027 von der Universität Kassel für den Transfer zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft verschiedene Formate, die sich den großen Nachhaltigkeitsfragen unserer Zeit widmen und konkrete Lösungen erarbeiten. Eines dieser Formate des SDG+ Labs ist die Challenge, ein transdisziplinäres Projekt, mit dem wir Lehrende, Studierende, Zivilgesellschaft, Unternehmen und Initiativen zusammenbringen, um gemeinsam in heterogenen Teams an selbst-gestellten Herausforderungen und Lösungsansätzen zu arbeiten.
B: Das DBU Projekt wurde anlässlich des Campusfest, 50 +1 Jahre Universität Kassel präsentiert.

MEMS Smart Glass for Personalized Lighting and Energy Management in Buildings

Fazit

Die Erfolgsaussichten sind nach wie vor hoch. Angesichts der aktuellen Energie-Krisensituation wird der Ruf nach Energiesparen immer lauter, insbesondere im Gebäudesektor. Die dem Projekt zugrunde liegende Lösung hat gegenüber den Konkurrenzlösungen nach wie vor wichtige Alleinstellungsmerkmale und wertvolle zusätzliche Leistungsmerkmale oder andere besondere Vorteile. Die Kosten der Konkurrenzlösungen sind ferner nicht gesunken, was eine wirtschaftliche Verwertung des Smart Mikrospiegel-Glases gefährden könnte.

Übersicht

Fördersumme

125.000,00 €

Förderzeitraum

01.01.2021 - 31.12.2023

Bundesland

Hessen

Schlagwörter

Climate protection
Resource conservation
Umweltforschung
Umwelttechnik