Projekt ANKE
Autarke Nachhaltige Katastrophenschutz Energieversorgung
Technischer Aufbau von ANKE
Zunächst wird Regen- oder Oberflächenwasser in einem Wassertank gespeichert. Anschließend wird es mehrfach gefiltert und durch eine UV-Bestrahlung von Bakterien und Viren befreit, um als Trinkwasser zur Verfügung zu stehen. Zukünftig wird die Wasseraufbereitung zudem durch ein Vertical Farming Modul unterstützt. In diesem Modul wird verunreinigtes Wasser durch mehrere Abteilungen mit unterschiedlichen Pflanzen geleitet, welche während der Phyto-Reinigung Schadstoffe und Nährstoffe entfernen. Im nächsten Schritt wird das Wasser durch Umkehrosmose und Deionisation so aufbereitet das es die Anforderungen und notwendige Reinheit für die Elektrolyseanlage erfüllt. Der Strom, welcher für die Wasseraufbereitung und für die weitere Stromversorgung benötigt wird, wird über Photovoltaik- und Windenergieanlagen gewonnen und in einem Batteriesystem gespeichert. Elektrischer Strom ist sehr effizient wandelbar und heutzutage die wichtigste Energieform für den Menschen.
Mit Hilfe entsprechender DC/DC Wandler und Inverter kann der Storm im ANKE-System sowohl direkt für die Energieversorgung angeschlossener Verbraucher wie Maschinen, Licht- oder Wärmequellen, genutzt werden, als auch für den Betrieb des Elektrolyseurs und der Wasseraufbereitung. Wenn das Batteriesystem voll aufgeladen ist und weitere elektrische Energie aus PV-Feld und Wind- oder Wasserkraftanlage zur Verfügung steht, kann diese Energie durch Umwandlung in Wasserstoff effizient und über lange Zeit gespeichert werden. Der Elektrolyseur wandelt hierzu das aufbereitete Wasser mit Hilfe des zugeführten Storms in Wasserstoff und Sauerstoff. Die dabei entstehende Abwärme kann bei Bedarf auch zum Beheizen von Räumen genutzt werden. Das unverbrauchte, bei der Elektrolyse zur Kühlung verwendete, Prozesswasser wird in den Wassertank und anschließend in den Reinstwasser-Kreislauf zurückgeführt. Der Wasserstoff wird komprimiert und in einem entsprechenden Speichertank zwischengespeichert. Anschließend kann er über ein Betankungssystem zum Antrieb von Wasserstoff- und Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet oder mit Hilfe einer Brennstoffzelle bei Bedarf wieder in Strom zurück gewandelt werden. Die beim Betrieb der Brennstoffzelle entstehende Abwärme kann wiederum zum Heizen von Räumen oder zur Unterstützung des Thermomanagements des Gesamtsystems genutzt werden. Über das Telekommunikationsmodul wird ein unabhängiger mobiler Telefon- und Internetzugang zur Verfügung gestellt, was besonders für die Koordination von Hilfskräften und den Aufbau einer Infrastruktur sehr wichtig ist.
Projektleitung
Hier findet ihr die aktuellen, offenen und abgeschlossenen Projektbereiche des ANKE-Projekts:
Zuletzt aktualisiert: November 2025
- Aufbau eines mobilen 12/24Volt-Batteriesystems mit Pb Batterien und PV Panel
- Entwicklung von Beladungssystemen und Transporthilfen für das ANKE System (Anhänger, Befestigungen…)
- Hier wird ein Beladungssystem entwickelt, um das Ein- und Ausladen der einzelnen Module auf den Anhänger zu vereinfachen und eine Anwendung unter verschiedenen Bedingungen, im Katastrophenfall, zu ermöglichen. Dazu wird eine leichte und klappbare Rampe konstruiert, worüber die Module mittels Rollen auf den Anhänger geschoben werden können. Die einzelnen, auf Euro-Paletten gelagerten, Module, werden ebenfalls mit Rollen ausgestattet. Zudem wird ein Konzept zur Sicherung der einzelnen Module im Anhänger entwickelt, um die Beladung zu vereinfachen und die Sicherheit während der Fahrt zu gewährleisten.
- Entwicklung von Lösungen für die Inbetriebnahme der Solarmodule (Verschaltung, Aufbau & Transport)
- Bei der Entwicklung von Lösungen für die Inbetriebnahme der Solarmodule geht es um die Elektrifizierung des Anhängers. Es werden Rahmen für die Solarmodule gebaut, die anschließend auf dem Dach des Anhängers angebracht werden. Zusätzlich wird eine Schnittstelle zum EMS hergestellt, um die Solarmodule in das bestehende System zu integrieren. Der Anhänger kann dadurch zusätzlich zur Stromerzeugung genutzt werden.
- Instandsetzung und Dokumentation Land Rover- Ladesystems:
- In diesem Projekt geht es um die technische Dokumentation des Fahrzeugs, insbesondere des Ladesystems. Dieses wird analysiert und dokumentiert.
- Aufbau von 24Volt Batteriemodulen aus LiFePo-Zellen (inkl. BMS, Laderegler, Modulgehäuse)
- In diesem Projekt werden second life LiFePo-Batteriezellen zu einem 24V-Versorgungsmodul verschaltet. Dazu wird eine Reihenschaltung gebaut, um einen Spannungsbereich von 360V zu erhalten. Die Spannung der Solarpanele wird in einem Laderegler umgewandelt, um die Batteriemodule aufzuladen und den vom ANKE-System erzeugten Strom speichern zu können. Ein BMS überwacht und steuert die Energieflüsse in den Modulen.
- Entwicklung und Aufbau eines Vertikalfarmingmoduls:
- In diesem Projekt wird untersucht, wie die Integration von Pflanzen in ein ökologisches System, Regenwasser oder Schmutzwasser filtern kann, um dieses im nächsten Schritt als Trinkwasser nutzen zu können. Dazu werden verschiedene Techniken, wie die Vorfiltration und die Umkehrosmose untersucht. Das Vertikal-Farming-Modul stellt eine effiziente Lösung dar, um nicht nur Wasser zu reinigen, sondern die Pflanzen auch als Nutz- und Heilpflanzen verwenden zu können. In dem Projekt wird ein innovatives Wasseraufbereitungssystem vorgestellt und die Bedeutung von Pflanzen in der Wasseraufbereitung hervorgehoben.
- Wasseranalyse (Sensorik), Aufbau & Weiterentwicklung der Trinkwasseraufbereitung
- (Aufbau Trinkwasserkreislauf), Analyse Wasserquellen
- Analyse der Anwendung Nachhaltigkeitsrichtlinien & -standards auf das ANKE-System
- Entwicklung und Aufbau einer Halterung für die PV Module
- Hier geht es um die Konstruktion von Halterungen für die vorhandenen Solarmodule, speziell für den Katastrophenfall. Die Halterungen sollen zum Beispiel höhenverstellbar sein für den Fall von Hochwasser sowie winkelverstellbar für verschiedene Sonneneinstrahlungen. Dadurch können die Solarpanele effizienter und einfacher als bislang genutzt werden. Die Konstruktion soll inklusive der Solarmodule auf eine Euro-Palette passen, um eine einfache Beladung und einen sicheren Transport zu gewährleisten.
- Entwicklung und Aufbau eines Beleuchtungskonzeptes für Katastropheneinsätze
- Der Aufbau eines Beleuchtungskonzepts beinhaltet die Auswahl der richtigen Lampen, deren sinnvolle Ausrichtung, um im Anhänger sowie um den Anhänger herum, Licht zu haben, die Erstellung eines Schaltplans und die Integration in das Gesamtsystem, insbesondere in die Stromverteilung des Anhängers. Dabei wird auf Nachhaltigkeit im Sinne von Reparaturfähigkeit und Langlebigkeit der Materialien sowie auf den Einsatz im Katastrophenfall geachtet, wofür das System einfach zu bedienen sein muss.
- Analyse der relativen Windkraft eines fahrenden Fahrzeugs zur Energieerzeugung
- Entwicklung und Aufbau einer Winkelverstellung für ein 24V PV Modul
- EMV Analyse und Optimierung ANKE System
- Befestigung und Konstruktion Gehäuse (Mercedes) Batteriemodule (Befestigungen, Trage-/ Transporthilfen)
- In diesem Projekt geht es um die Konstruktion eines Gehäuses für (erstmal) ein Batteriemodul. Die Batterie wiegt inklusive Europalette ca. 120kg und muss dementsprechend sicher gelagert und transportiert werden können. Dafür wird eine Befestigung konstruiert und gebaut, die die Batterie vor Wind und Wetter, besonders im Katastrophenfall, schützt.
- Usecase-Analyse und Erweiterungsmöglichkeiten ANKE System (Anforderungen, Kosten vs. Nutzen, mobil vs. Stationär)
- Abwasseraufbereitung (Herausforderungen, Filter, Aufbereitungsmodul, Alternativlösungen, ...)
- Nach Naturkatastrophen sind Kläranlagen oft zerstört oder überlastet, sodass ungeklärtes Abwasser Krankheiten verbreiten und Gewässer verseuchen kann. In diesem Projekt entwickelst du ein mobiles Abwasseraufbereitungsmodul für das ANKE-System, das Grauwasser (Dusch-, Waschwasser) und (optional) Schwarzwasser (Fäkalien) aufbereitet. Die Herausforderung liegt in der Kombination aus Kompaktheit, Energieeffizienz, einfacher Bedienung und biologisch-mechanischer Reinigung ohne Chemikalien. Deine Lösung umfasst Systemkonzeption, Filtertechnologien, alternative Aufbereitungsverfahren und Integration ins ANKE-System.
- Konstruktion Modulgehäuse und Befestigung EMS
- Wiederinbetriebnahme und Erstellung einer Dokumentation Land Rover Defender
- Aufbau eines Meerwasseraufbereitungsmoduls für Nordeuropa (aus gängigen, marktverfügbaren Komponenten) (Verfügbarkeit, Filter)
- Aufbau eines Meerwasseraufbereitungsmoduls für Südeuropa (aus gängigen, marktverfügbaren Komponenten) (Verfügbarkeit, Filter)
- Aufbau einer Wasserschnellteststation
- Entwicklung eines Erste-Hilfe Konzepts zur Medizinischen Erstversorgung
- Entwicklung von lokalen Wassersammellösungen (z.B. mit Anhängerplane, Schirm, o.ä.)
- Entwicklung eines Kommunikations-Resilienz- Konzeptes inkl. eines einsatzfähigen Kommunikationsmoduls für lokale Einsatzkräfte
- Analyse der Nutzung von Wasserkraft zur Energiegewinnung im ANKE-Projekt
- Aufbau strukturierter Sponsoren Akquise und Sponsoren-Management
- Optimierung der Windenergie-Versorgung
- Befestigung und Konstruktion von Gehäusen für Windmodul (Befestigungen, Trage-/ Transporthilfen)
- Machbarkeitsstudie eines leichten und mobilen Wasserrades /Analyse Nutzung Wasserkraft (Welche Quellen sind nutzbar?)
- Machbarkeitsanalyse/ Nutzbarkeitsanalyse von Meerwasser für Wasserkraft
- Einbindung von Traktionsbatterien aus defekten Fahrzeugen (Analyse der Problemstellungen)
- Fehleranalyse und Umbau Mercedes Batterie BMS Programmierung
- Wasserstoffspeicherung
- Aufbau Brennstoffzellen-Peripherie / Integration Brennstoffzelle im ANKE-System
- Konzeption und Aufbau Reinstwasser-Kreislauf (Elektrolyse Wasser)
- LCAs zu einzelnen Komponenten des ANKE-Systems
- Eigene Ideen…
- SoSe 25
- Usecase-Analyse Hochwassereinsatz
- Entwicklung eines Meerwasseraufbereitungsmoduls
- Sponsoren-Akquise und Ermittlung geeigneter Fördermittel
- EMV Analyse ANKE-System
- Analyse und Aufbau Windrad
- Ziel dieses Projekts war die Erhöhung des Autarkie-Grads des ANKE-Projekts um ein Windrad, um die Betriebsfähigkeit auch dann zu gewährleisten, wenn die Sonne nicht scheint. Es wurde eine Schnittstelle zur Kombination des Windrads und der Solarmodule erstellt. Dazu wurden ein Hybridladeregler und ein Überwachungsrelais im Versorgungsbereich des Systems eingesetzt. Bei der Entstehung überschüssiger Energie soll diese mittels Wasserstoffs gespeichert werden.
- Aufbau ANKE Modellprüfstand
- Optimierung des Energieversorgungssystems
- Sensorik zur Erfassung von Wasser- und Strom (Auswahl, Montage, Inbetriebnahme)
- WiSe 24/25
- Leistungselektronik für solare Stromversorgung
- In diesem Projekt wurde die Ladeeinheit für die solare Stromversorgung entwickelt.
- Wasserstoffspeicherung
- Aufbau einer Wasseraufbereitung für Trinkwasser aus Oberflächen- oder Regenwasser
- Wiederinbetriebnahme und Dokumentation Land Rover Defender Beleuchtung
- Transport und Aufstellung der Solarzellen
- Inbetriebnahme der Energieversorgung und Erstellung einer Bedienungsanleitung für das ANKE System
- Aufbau der Trinkwasseraufbereitung
- Leistungselektronik für solare Stromversorgung
- SoSe 24
- Nutzwertanalyse und Aufbau eines leichten und mobilen Wasserrades
- Nutzwertanalyse Wasserstoff als Energiequelle (Energiebilanz ANKE, FC vs. Battery)
- Sonnen-Simulation und Effizienzanalyse mit Hilfe der Polysun Software (D1-01)
- FC LCA Chancen, Probleme, Vergleich von Software Tools (Gabi vs. Open LCA, ecochain Mobius)
- Elektrische Anbindung der Wasseraufbereitung
- In diesem Projekt wurde eine vollständige und funktionsfähige elektrische Anbindung für das Wasseraufbereitungsmodul geplant und installiert. Unter den Gesichtspunkten der Effizienz und der Sicherheit wurde besonders darauf geachtet, dass die elektrische Anbindung auch unter widrigen Wetterbedingungen zuverlässig funktioniert.
- WiSe 23/24
- Planung eines Wasserrades
- Sensorik zur Steuerung der Energieflüsse
- Konzeption eines Telekommunikationsmoduls
- Sicherheitskonzept
- ADR Transportvorschriften (Wasserstoff)
- Aufbau der PEM Brennstoffzelle inkl. Peripherie
- ADR Transportvorschriften (Li-ionen und NiMh Batterien)
Erweiterungsmöglichkeiten für das ANKE-System
