Szakolczai Krisztina az IMNTP Projekt Iroda vezetője, MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet

Átírás

1 Együttm ttműködési lehetőségek az Építéstechnológiai Platformmal Szakolczai Krisztina az IMNTP Projekt Iroda vezetője, MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet Építéstechnológiai Platform megbeszélés 1

2 Kapcsolódás az európai platformokhoz ENIAC (European Nanoelectronics Initiative Advisory Council, Képviselő: Pap Dávid (NKTH), Mirror Group Dr. Bársony István, tudományos bizottság tagja PV (European Photovoltaic Technology Platform, Képviselő: Pálfy Miklós, WG2(Market deployment) tag Részvétel tudományos ülésen és konferenciákon Nincs Mirror Group, ERA-Net képviselet Építéstechnológiai Platform megbeszélés 2

3 Kis- és s középvk pvállalkozások Az IMNTP jelenlegi tagjai Általában (egyetemi-, kutatóhelyi) spin-off-ok, vagy utódaik ill. volt állami nagyvállalatokból alakult magánvállalkozások. Keresik a K+F együttműködési lehetőségeket, sok esetben finanszírozási problémáik vannak, a tulajdonos beleszól. Semilab: 100% magyar tulajdonú de multi, intenzív K+F, piacvezető félvezető méréstechnika 11% 21% Nagyvállakoz llakozások A szektor alulreprezentált. Általában külföldi tulajdonú, multinacionális vállalat, vagy nem motivált, vagy nem vehet részt a K+F-ben. 21% GE Lighting: multi, piacvezető világítástechnika, átszervezések (leépítések?) folyamatban 43% Más érintettek: Bosch, National 4% Instruments, Continental nem léptek be Egyetemek és kutatóintézetek Aktívak, folyamatos pályázati kényszerben élnek, sok ipari kapcsolattal rendelkeznek az ipar helyett is pályáznak! Érthetően Kis- kevéssé középvállalkozás gazdasági szemléletűek! Nagyvállalkozás Egyetem/főiskola Kutatóintézet Egyéb A Platform nyitott, várjuk új tagok jelentkezését! Építéstechnológiai Platform megbeszélés 3

4 Kapcsolódás s a hazai szervezetekhez Előbb-utóbb minden mérési-, érzékelési feladatnak lesz integrált megvalósítása, ráadásul az integrált mikro/nanotechnika multidiszciplináris szemléletmódot igényel platformok Food for Life, ARTEMIS, ERTRAC, MANUFUTURE klaszterek akkreditált csak info, bio, induló: MANO, OEK, HAC, Pannon, Közép-Dunántúli Napenergia Klaszter, stb. érdekképviseleti szervezetek - IVSZ, MELT Építéstechnológiai Platform megbeszélés 4

5 Mikro- és nanoelektronika, trendek Szinte csak olyan elektronikai eszköz értékesíthető, amiben van 1-2 érzékelő (MEMS/NEMS) Moore törvénye még érvényes Folyamatos méretcsökkenés Növekvő számítási kapacitás Nagyfokú integráció Igény van új típusú alkalmazásokra Az új eszközök újfajta gyártástechnológiát igényelnek A nanotechnológia fejlesztési eredményei a mikrotechnológiával válnak hozzáférhetővé Építéstechnológiai Platform megbeszélés 5

6 Mikro- és nanoelektronika a gyógyászatban (diagnosztika és terápia), egészség megőrzésben és a biztonságért prioritás Bioszenzorok, bioeffektorok és ezekből integrált klinikai, laboratóriumi mikrorendszerek fejlesztése operatív cél Biokompatibilis anyagok, határfelületek fejlesztése operatív cél Mikro-nanotechnológiai anyagok, eszközök egészség- és környezetbiztonsági elemzése operatív cél Mikro- és nanoelektronika a mobilitásért, szállításért, az energetikában és a környezetvédelemben prioritás Biztonságtechnikai fejlesztések Környezettudatos energetikai fejlesztések Nanostruktúrák, nanoszerkezetű anyagok és kompozitok előállításának fejlesztése Prioritások, fókuszok f - MN Építéstechnológiai Platform megbeszélés 6

7 Prioritások, fókuszok f - MN Tervezési és ellenőrzési módszerek, berendezések és műszerek a mikro- és nanoelektronika számára prioritás Analitikus laboratóriumi eszközök fejlesztése operatív cél Komplex tervezési módszerek fejlesztése operatív cél Mérőműszerek fejlesztése operatív cél Építéstechnológiai Platform megbeszélés 7

8 Fotovillamos trend, grid paritás Kötelezettségvállalás a megújuló energiákra: 13% A PV piac éves átlagban 35%-kal bővül! Besugárzás / Költség kwh/m Építéstechnológiai Platform megbeszélés 8 /kwh

9 Prioritások, fókuszok f - PV Fotovillamos technológiai kutatás-fejlesztés Fotovillamos elemek és modulok fejlesztése Intelligens energiaalkalmazás, és fotovillamos energia építészeti integrálásának kutatása A fotovillamos rendszerek elterjesztésének eszközrendszere A megújuló energiák árképzési és ártámogatási rendszerének felülvizsgálata Mérőberendezések és demonstrációs rendszerek fejlesztése Mérő és minősítő rendszerek fejlesztése Mérő-, minőségbiztosítási és szabványosítási rendszerek Kutatás-fejlesztéshez, illetve gyártásközi ellenőrzéshez használt méréstechnika fejlesztése Építéstechnológiai Platform megbeszélés 9

10 Horizontális feladatok Vállalkozásfejlesztés Spin-off vállalkozások alapításának ösztönzése és inkubáció elősegítése Kutatóhelyek és vállalkozások közötti együttműködés fokozása Az iparág vállalatai közötti hálózatosodás ösztönzése Tudástranszfer előmozdítása Technológiatranszfer szolgáltatások fejlesztése A tudományághoz kapcsolódó képzések elősegítése, középiskolától A mikrorendszerek területén elért tudományos eredmények elterjesztésének fokozása Építéstechnológiai Platform megbeszélés 10

11 Miért fontos mindez az építészetben? Az épületek élettartama jellemzően 50+ év, vagyis nem fogjuk lecserélni 3 évente mint az autót A korszerű energiafelhasználás, energiatakarékosság, modern technológiai megoldásokat már a tervezési szakaszban kell integrálni! Utólag beépíteni/ráépíteni többletköltséggel jár Építéstechnológiai Platform megbeszélés 11

12 Épületbe integrálható napelemes rendszerek Fotovillamos: ÁRAM termelés (nem melegvíz mint a napkollektor) Az épületek eszik meg az összes általunk felhasznált energia 40%-át Az ország energiafüggő: 70% a villamos és fűtési energiának exportból (orosz olaj) származik Nyári hűtés költsége néha már több mint a téli fűtés! Építéstechnológiai Platform megbeszélés 12

13 Épületbe integrálható napelemes rendszerek A napelemek az épületburkolatban az alábbi funkciókra alkalmasak Időjárás elleni védelem Hőszigetelés Napvédelem Zajvédelem Napfényszabályozás Biztonság + ÁRAMTERMELÉS (nem melegvíz mint a napkollektorok) Hova lehet ezeket elhelyezni Tetőkben/tetőkre célszerűen hazánkban a déli tájolásúra Külső épületfalakban Félig átlátszó homlokzatokban Tetőablakokban Árnyékoló rendszerekben Tracking (napkövetés) a korszerű napelemeknél már nem hatékony Passzív-aktív ház megoldások Építéstechnológiai Platform megbeszélés 13

14 Épületbe integrálható napelemes rendszerek Építéstechnológiai Platform megbeszélés 14

15 Épületekben használható integrálható szenzorok/beavatkozók Az épület egészségének + a benne élők/dolgozók tevékenységének monitorozására, visszacsatolásra. - Nyúlásmérő tapéta - robbanásbiztos gázérzékelő adott gáztípusra és koncentrációra - környezeti monitorozó szenzorok - 3D-s tapintásérzékelő -Mágneses anyagvizsgálat: épület állapotának vizsgálata, megbontás nélkül! -De.. RFID rendszerek, beléptetők stb -Mindezeket már az épület tervezésekor kell(ene)/lehetne tervezni, bár a miniatürizálás miatt akár már vakolatba,burkolatba illesztve is megoldható - cső és vezetékrendszerekben elhelyezhető Építéstechnológiai Platform megbeszélés 15

16 Épületekben használható integrálható szenzorok/beavatkozók Fotoakusztikus Mikrofon CH4 érzékelésre Szilícium mikroturbina- mikrofluidikai alkalmazás Vektoriális erőmérő Robbanásbiztos 3D tapintásérzékelő gázérzékelő Építéstechnológiai Platform megbeszélés 16

17 Korszerű anyagok, kompozitok a(z) (belső)építészetben Olcsó, könnyen felhasználható és jó minőségű anyagok, amik a speciális igényeket (is) kielégítik, új funkciót adnak -Nagy kopásállóságú anyagok (kerámia és nanokompozitok) mozgatható részekhez vagy az építőgépek esetén (minta) -Félvezető anyagok az épületen belüli kommunikációhoz (ICTmár irodaházak lakóépületek szerves része) - bevonatok: különleges igények: fém nanoporok, hidrofób felületek (lótusz), növesztett kristályok (mesterséges opál) - szűrők: általános vagy egészségügyi célra pl hidroxi-apatit biokompatibilis kompozit (minta) - Feszültség hatására változó burkolatok (üvegek) Volfrám oxid alapú bevonattal áttetsző vagy tükröző -szigetelés, korrózióvédelem:nanoporokkal, nanokompozitokkal nanoacél, nanoszén Építéstechnológiai Platform megbeszélés 17

18 Korszerű világítástechnikai és elektronikai megoldások Tintasugaras 3D-s nyomtatás - tapétaként nyomtatott egyenletes LED háttérvilágítás Flexibilis elektronika Fény nanoporos világítótestek Robotikai megoldások -mozgatható belső térhatárolók, dinamikusan változtatható terek -szellőztető, szennyvízkezelő, tisztító rendszerek Építéstechnológiai Platform megbeszélés 18

19 Korszerű világítástechnikai és elektronikai megoldások Nyomtatott, flexibilis elektronika világítás, érzékelés 3D nyomtatás makettek, struktúrák, építészeti elemek, kötések Építéstechnológiai Platform megbeszélés 19

20 Konkrét javaslatok a megvalósítási tervekben PV / F Intelligens energiaalkalmazás, és fotovillamos energia építészeti integrálásának kutatása : Középületek és irodaházak napelemes szünetmentes áramellátási rendszerének Kifejlesztése: Energiahatékony épületek napelemes rendszerekkel kiegészítve, szünetmentes energiaforrás tárolás napelemes/kollektoros komobinált megoldások használata, valamint egyenáramú 12/120Vos rendszer épületen belül. PV / F és F 5.2.1, F A tudományághoz kapcsolódó képzések elősegítése: Felsőfokú tananyagfejlesztés, Középiskolák és műszaki-természettudományos felsőoktatási intézetek támogatása, demonstrációs rendszerek készítése PILOT PROJEKTEK! Épületbe integrált fotovillamos rendszerek: középület tervezése, demonstráció: 30kWp felhasználású középület kísérleti üzeme, egyenáramú ellátása, energiatárolási kísérletek, monitorozás Oktatási csomag és demonstrációs rendszer kidolgozása Építéstechnológiai Platform megbeszélés 20

21 Konkrét javaslatok a megvalósítási tervekben MN F és F Nanofunkcionalitás alkalmazása a biztonsági feladatokra tervezett integrált érzékelőkben: nanokompozitok fejlesztése illetve víz és levegőbiztonsági (+talaj) fejlesztések valamint F Ipari biztonságtechnikai fejlesztések szenzorok, beavatkozók épületbe integrálva MN F Környezettudatos energetikai fejlesztések: Világítástechnika: fény nanoporos kompozitok és LED-es technológia energiamegtakarítás, termikus kérdések Építéstechnológiai Platform megbeszélés 21

22 Oktatás Több szinten! - kiknek? - villamos és gépészmérnököknek (BME, Kandó..) - építészmérnököknek (Pollack, BME, SZIE,..) - installáló szakembereknek (EU megköveteli 2013-tól) - laikusok - középiskola: általános ismeretek (megújuló energia, energiatakarékosság) - egyetemi alapképzés: fotovillamos alapismeretek (hatásfok, élettartam, alkalmazhatóság, installálás, tárolás-visszatáplálás) - PhD képzés: vékonyréteg és emerging technológiák, fejlesztések, technológia transzfer, rendszerelemek - szakképzési csomag: installálásra, tervezésre - demonstrációs, awareness csomag: hasznosulás, megtérülés, fontosság, lehetőségek Építéstechnológiai Platform megbeszélés 22

23 Kapcsolat Mikro- és nanoelektronikai, valamint fotovillamos K+F kérdéseivel keresse az IMNTP-t működtető MTA MFA-t! MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézet 1121 Budapest, Konkoly Thege M. u Integrált Mikro/Nanorendszerek Nemzeti Technológiai Platform 1121 Budapest, Konkoly Thege M. u info@imntp.hu Építéstechnológiai Platform megbeszélés 23

24 Mikro/nanoelektronikai K+F, hazai helyzet Piaci szereplők Multinacionális nagyvállalatok GE, Bosch, Knorr-Bremse, Philips.. Saját K+F csapattal és/vagy jobbára külföldön fejlesztenek Hazai tulajdonú középvállalat: Semilab, Weszta-T, BHE, Technoorg Linda Hazai kisvállalkozások, spin-off-ok: együttműködések egyetemekkel kutatóintézetekkel vagy multikkal. Gyakori likviditási gondok Építéstechnológiai Platform megbeszélés 24

25 Piaci helyzet fotovillamos K+F Semilab, BudaSolar, Kraft K+F tevékenység is, együttesen 20Mrd Ft éves árbevétel (ami meghaladja a teljes biotechnológiai szektor árbevételét)! Sanyo, GreenSolar(?) - itthon csak összeszerelés, termelés, exportálás Kis- és középvállalkozások erősek pl. vákuumtechnikában Építéstechnológiai Platform megbeszélés 25