Dr. Wilhelmy-VDE-Preis

In der Dissertation untersucht Frau Dr. Bodenstein die Elektronenstrahlstrukturierung als effiziente Methode, um die Herausforderungen in der Herstellung von OLED-Displays zu bewältigen.

Moderne Flachbildschirme setzen auf organische Leuchtdioden (OLEDs) aufgrund ihrer Effizienz und der Möglichkeit, brillante Farben variabel darzustellen. Jedoch stellen der Schichtaufbau, die Materialauswahl, die Verkapselung sensibler organischer Materialien und die Herstellung von Pixelstrukturen weiterhin große Herausforderungen dar.

Dr. Ing. Elisabeth Bodensteins Dissertation konzentrierte sich darauf, alternative Methoden zur Strukturierung von OLED-Displays zu erforschen. Anstatt herkömmlicher Farbfilter oder Schattenmasken schlug sie die Elektronenstrahlstrukturierung vor. Dieser Ansatz basiert darauf, dass beschleunigte Elektronen eine thermische Wirkung haben und dünnste organische Schichten lokal verdampfen können. Durch ihren entwickelten Prozess kann diese Elektronenstrahlstrukturierung zusammen mit wechselnder Schichtabscheidung genutzt werden, um farbige OLED-Pixel direkt anzulegen.

Die Dissertation führte zu zwei Patenten, die den Weg für die Implementierung dieser innovativen Prozesse in industrielle Anwendungen ebnen. Dr. Ing. Bodensteins Forschung bietet nicht nur eine effiziente Lösung für die Herausforderungen in der OLED-Produktion, sondern ebnet auch den Weg für zukünftige Entwicklungen auf diesem Gebiet.

Dr. Ing. Elisabeth Bodenstein studierte Nanoelectronic Systems an der Technischen Universität Dresden und schloss ihre Dissertation mit dem Titel "Untersuchungen zur Elektronenstrahlstrukturierung von dünnen Schichten in Systemen der organischen Elektronik" erfolgreich ab. Heute arbeitet sie als Beamline Scientist in der Protonentherapie am Universitätsklinikum Dresden, wo sie weiterhin mit ihrer Expertise im Bereich der organischen Elektronik und Elektronenstrahlstrukturierung beeindruckende Fortschritte vorantreibt.

Dr. Ing. Andrea Ortiz Jimenez hat mit ihrer Dissertation einen bedeutenden Beitrag zur Energieeffizienz im Internet der Dinge (IoT) geleistet. Durch die Verbindung von Energy Harvesting und Machine Learning strebt sie an, Sensoren im IoT mit Energie aus ihrer Umgebung zu versorgen, um gleichzeitig die Datenübertragung zu ermöglichen und CO2-Ausstoß zu reduzieren.

In der heutigen Zeit, in der Energieeffizienz und Umweltaspekte immer stärker in den Fokus rücken, hat Dr. Ing. Ortiz Jimenez eine innovative Lösung für den Informations- und Kommunikationssektor entwickelt. Ihr Hauptziel war es, Sensoren im Internet der Dinge mithilfe von Energy Harvesting mit Energie zu versorgen, wobei die Herausforderung darin besteht, dass sowohl die verfügbare Energiemenge als auch die Datenmenge zum Übertragungszeitpunkt unbekannt sind.

Um dieses Problem zu lösen, nutzte Dr. Ing. Ortiz Jimenez verschiedene Optimierungsverfahren, die auf der Annahme basieren, dass alle relevanten Parameter bekannt sind. Dies führte zur Definition eines Grenzwerts für die maximal erzielbare Datenübertragung. In der praktischen Umsetzung kam ein Ansatz des Machine Learnings zum Einsatz, nämlich das sogenannte Reinforcement Learning. Hierbei wurden die Sensoren darauf trainiert, mit der jeweils verfügbaren Energie ein Maximum an Daten zu übertragen. Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden Arbeit flossen in eine Patentanmeldung ein.

Die Dissertation mit dem Titel "Optimization and Learning Approaches for Energy Harvesting Wireless Communications Systems" wurde im Rahmen der LandesOffensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-Ökonomischer Exzellenz (LOEWE) erstellt, speziell im Schwerpunkt NICER (Networked Infrastructureless Cooperation for Emergency Response).

Dr. Ing. Andrea Ortiz Jimenez hat ihr Studium im Bereich Information and Communication Engineering an der Technischen Universität Darmstadt absolviert und ihre Dissertation mit Auszeichnung abgeschlossen. Derzeit arbeitet sie als Postdoktorandin im Fachgebiet Kommunikationstechnik an der Technischen Universität Darmstadt und setzt ihre Expertise weiterhin dafür ein, die Zukunft des Internet der Dinge nachhaltiger und energieeffizienter zu gestalten.

In ihrer Dissertation hat Dr. Ing. Katrin Philipp eine innovative Methode zur Korrektur von probeninduzierten Aberrationen in der optischen Mikroskopie entwickelt. Das Ziel war die Schaffung eines kostengünstigen und einfachen Werkzeugs zur Verbesserung medizinischer Versorgung, insbesondere in Regionen mit begrenzter Laboinfrastruktur und medizinischer Ausstattung.

Optische Mikroskopie ist ein entscheidendes Werkzeug in der biologischen Forschung und medizinischen Diagnostik. Jedoch beeinträchtigen probeninduzierte Aberrationen oft die Bildqualität und Auflösung, was zu suboptimalen Ergebnissen führt. Die bisherigen Korrekturverfahren sind teuer und erfordern komplexe Hardware, was ihre Anwendung in vielen Umgebungen erschwert.

Dr. Ing. Katrin Philipps Dissertation konzentrierte sich auf die Entwicklung eines optischen Mikroskops, das speziell probeninduzierte sphärische Aberrationen korrigiert, insbesondere bei dicken Proben, wo diese Einflüsse am stärksten sind. Die Grundlage dieser Aberrationskorrektur bildet eine adaptive Linse, die in Zusammenarbeit mit dem IMTEK (Institut für Mikrosystemtechnik Freiburg) entwickelt wurde.

Die Forschung umfasste in-vivo-Fluoreszenzmessungen an winzigen Schilddrüsen von Zebrabärblingsembryonen (20-40 µm Größe). Im Vergleich zu statischer Aberrationskorrektur ermöglichte die adaptive Linse die Auflösung von Substrukturen in den Schilddrüsenfollikeln. Dieser Durchbruch eröffnet neue Möglichkeiten für die hochauflösende Mikroskopie und die präzise Untersuchung von biologischen Proben.

Das langfristige Ziel dieser bahnbrechenden Methode liegt in der Bereitstellung eines einfachen und kostengünstigen Instruments zur Verbesserung der medizinischen Versorgung. Besonders in Ländern mit eingeschränkter Laboinfrastruktur und begrenzter medizinischer Ausstattung könnte dies einen bedeutenden Fortschritt darstellen.

Dr. Ing. Katrin Philipp schloss ihr Physikstudium an der Technischen Universität Darmstadt ab und erhielt für ihre Dissertation mit dem Titel "Untersuchung der Eignung von adaptiven Linsen in der optischen Mikroskopie für die Aberrationskorrektur und axiale Fokusverschiebung" die höchste Auszeichnung "summa cum laude". Heute ist sie als Projektleiterin für Produktentwicklung im Bereich Optische Messtechnik bei der Precitec Optronik GmbH (Neu-Isenburg) tätig und setzt ihre Expertise für die Weiterentwicklung innovativer optischer Technologien ein.

In ihrer Dissertation „Efficient wireless power transfer with magnetoinductive waves“ beweist Fralett Suarez Sandoval die Eignung von magnetoinduktiven Wellen für eine effiziente drahtlose Energieübertragung (WPT) mit Freiheit zur Positionierung des Empfängers. Im Gegensatz zu existierenden Lösungen erlaubt dieser Ansatz eine Fläche zum elektrischen Laden mit einfacher Elektronik und Regelung. 

Fralett Suarez Sandoval studierte „Elektrotechnik“ im Bachelor als eine der besten ihres Fachs in Mexiko und Microsystemstechnik im Master an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Als Forscherin am Institut für Mikrosystemtechnik, Mikroaktorik in Freiburg arbeitet sie am Forschungsvorhaben DFG „MiWaves“.

In ihrer Dissertation „Systematisierung und Identifizierung von Störquellen und Störerscheinungen in zeithistorischen Videodokumenten am Beispiel digitalisierter Videobestände sächsischer Lokalfernsehsender“ beschäftigt sich Stefanie Müller mit der automatisierten Qualitätsüberprüfung digitalisierter Analogformate. Ziel ist die Einsparung von Ressourcen und das framegenaue Auffinden von zu behebenden Störungen in einem beliebigen Digitalisat. 

Hintergrund: Es besteht die akute Gefahr, dass Erinnerungen und Dokumentationen auf analogen Aufnahmemedien, wie dem seit 1976 eingesetzten magnetbandbasierten VHS-System, in naher Zukunft durch Materialverschleiß unwiederbringlich verloren gehen. Stefanie Müllers neuartiger Vorschlag zur Systematisierung und Klassifikation der Phänomene umfasst sowohl analoge als auch digitale Komponenten. Die Arbeit von Stefanie Müller schlägt den Bogen von einer nahezu ausgestorbenen Analogtechnik (VHS) hin zu einer modernen Verarbeitung (CNN). Nicht zuletzt bietet die stetige Weiterentwicklung der Technologie zahlreiche Anknüpfungspunkte für künftige Forschungsarbeiten. 

Stefanie Müller studierte „Medientechnik“ im Bachelor an der Hochschule Mittweida und im Master an der Technischen Hochschule Deggendorf. Als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Fakultät Informatik, Professur Medieninformatik an der TU Chemnitz, war sie unter anderem als Übungsbetreuerin im Bereich Medientools sowie Audio- und Videoproduktionstechnik tätig.

Die diesjährige Verleihung des Dr.-Wilhelmy-VDE-Preises würdigt die herausragende Dissertation von Frau Dr. Mona Fuhrländer, die den Titel "Designmethoden zur Reduzierung von Ausfallwahrscheinlichkeiten mit Beispielen aus der Elektrotechnik" trägt.

Die Arbeit konzentriert sich auf Unsicherheiten in Herstellungsprozessen von elektrotechnischen Produkten wie Antennen, Filtern und Elektromotoren. Durch die Entwicklung effizienter Methoden zur simulationsbasierten Quantifizierung von Unsicherheiten und zur Designoptimierung unter Unsicherheiten konnte Dr. Fuhrländer signifikant den Ausschuss reduzieren, Ressourcen sparen und die Sicherheit von Produkten erhöhen.

Besondere Beachtung fand das Anwendungsbeispiel des Designs von Permanentmagneten für Elektromotoren, mit Fokus auf ressourcenschonendem Umgang mit Seltenen Erdmetallen. Die Robustheitsoptimierung reduziert nicht nur die Ausfallwahrscheinlichkeit im Betrieb, sondern ermöglicht auch die Entwicklung von Produkten mit höheren Leistungsanforderungen.

Frau Dr. Mona Fuhrländer studierte "Elektrotechnik und Informationstechnik, TU 
Darmstadt" und plant nun, ihre Expertise in der Medizintechnik oder Bioinformatik einzusetzen, um einen realen Mehrwert für die Gesellschaft zu schaffen. 

Der VDE und die Dr. Wilhelmy-Stiftung haben Dr.-Ing. Melanie Schuh mit dem mit 3.000 Euro dotierten Dr. Wilhelmy-VDE-Preis für herausragende Dissertationen ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand während des VDE Tec Summits in Berlin statt. In ihrer Dissertation „Fault-Tolerant Control of Deterministic Input/Output Automata“ beschäftigt sich Melanie Schuh mit fehlertoleranten Regelungen, die es technischen Systemen ermöglichen, trotz eines aufgetretenen Fehlers ihre Aufgabe zu erfüllen. Dazu muss ein aufgetretener Fehler detektiert, identifiziert und anschließend der Regler, der dafür sorgt, dass das System die Aufgabe erfüllt, rekonfiguriert werden. Melanie Schuh hat eine Methode entwickelt,  um solche fehlertoleranten Regelungen für Systeme, die sich als deterministische Eingangs-/ Ausgangsautomaten modellieren lassen,  systematisch zu entwerfen und zu analysieren.  

Melanie Schuh studierte „Elektrotechnik und Informationstechnik“ im Bachelor und Master an der Ruhr-Universität Bochum. Als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Automatisierungstechnik und Prozessinformatik, ebenfalls an der Ruhr-Universität Bochum, war sie unter anderem als Übungsbetreuerin der Lehrveranstaltung „Ereignisdiskrete Systeme“ und als Betreuerin der Versuchsanlage „Handling System HANS“ tätig. Seit 2017 arbeitet sie als Ingenieurin der Automatisierungstechnik bei der Windmöller & Hölscher KG in Lengerich im Team Business Developement Extrusion.

Der VDE und die Dr. Wilhelmy-Stiftung haben Dr.-Ing. Theresa Noll mit dem mit 3.000 Euro dotierten Dr. Wilhelmy-VDE-Preis für herausragende Dissertationen ausgezeichnet. In ihrer Dissertation „Frequenzstützung durch den Einbezug von Anlagen aus dem Verteilnetz” beschäftigt sie sich mit aktuellen Fragen der Energiewende, insbesondere mit der komplexen Problematik aus dem Bereich der Systemstabilität. Die Arbeit von Theresa Noll setzt an der Fragestellung an, welchen Beitrag Erneuerbare Energien zur Stabilität der Stromversorgung leisten können. Das Wirkleistungsungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch im elektrischen Energiesystem wird in der Änderung der Frequenz sichtbar. Sinkt diese durch einen plötzlich auftretenden Kraftwerksausfall muss die Frequenz durch geeignete Mechanismen stabilisiert werden, damit Erzeugung und Verbrauch wieder im Gleichgewicht sind. Im deutschen Stromnetz sind Erneuerbare-Energien-Anlagen (EE-Anlagen), die über Umrichter mit dem Verteilnetz gekoppelt sind, derzeit nicht verpflichtet einen Beitrag zu leisten, wenn die Frequenz sinkt. Ziel der Arbeit von Theresa Noll ist es, vorhandene EE-Anlagen in neue Regelungskonzepte einzubinden, damit auch sie bei sinkender Frequenz einen Beitrag zur Frequenzstützung leisten können.

Außerdem entwickelte die Preisträgerin ein Konzept, das den Wirkleistungsfluss an der Schnittstelle zwischen Übertragungs- und Verteilnetz durch EE-Anlagen regeln soll. Die Konzepte sind ein Bestandteil der internationalen Patentanmeldung und Absichtserklärung zur Erteilung für ein „System und Verfahren zur Regelung der Frequenz- und/oder Spannungshaltung aus dem Verteilnetz“. Die Jury bewertete das Thema der Arbeit als hochaktuell, da die Ergebnisse einen sehr wichtigen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit bei steigendem Anteil an dezentralen Erzeugungsanlagen im Zuge der Energiewende liefern.

Theresa Noll studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit der Vertiefung Europäisches Energie-Management an der TU Dortmund und war dort von 2010 bis 2017 wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft, das von  Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz geleitet wird. Ihre bisherigen Projekterfahrungen liegen im Bereich der Integration fluktuierender Einspeisungen in Stromnetze, der Modellierung und Bewertung von elektrischen Verteilnetzen und der zukünftigen Erbringung von Systemdienstleistungen. Im Rahmen dessen leistete sie einen entscheidenden Beitrag bei der dena-Studie Systemdienstleistungen 2030 und der dena-Studie Momentanreserve 2030. Seit September ist sie als Referentin bei innogy SE in Essen in der Sparte Netz & Infrastruktur tätig und verantwortlich für das Thema Systemanalysen.

Der VDE und die Dr. Wilhelmy-Stiftung haben Dr.-Ing. Anne-Katrin Marten mit dem mit 3.000 Euro dotierten Dr. Wilhelmy-VDE-Preis für herausragende Dissertationen ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand im Rahmen des diesjährigen VDE-Hauptstadtforums statt.

In ihrer Dissertation „Operation of meshed high voltage direct current (HVDC) overlay grids – From operational planning to real time operation” beschäftigt sie sich mit aktuellen Fragen der Energiewende. Um den wachsenden Herausforderungen an Transportnetze begegnen zu können, sind völlig neue Betriebsführungsmethoden und Technologien notwendig.

Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) ist eine Lösungsoption, die laut Netzentwicklungsplan eine entscheidende Rolle für die Zukunft spielt. Anne-Katrin Marten entwirft in ihrer Dissertation Betriebsführungsmethoden zum Betrieb eines HGÜ-Netzes, das in ein bestehendes Drehstromverbundnetz integriert ist. Dabei legt sie Wert darauf, dass die Methoden bereits für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen anwendbar sind und trägt damit dem typischen Entstehungsprozess von Energiesystemen Rechnung. Die Methoden reichen von der Wahrung des Energiegleichgewichts über den Echtzeitbetrieb im gemischten HGÜ-Drehstromnetzbetrieb bis hin zur Einsatzplanung der HGÜ-Umrichter.

Die Preisträgerin hat einen Bachelor im dualen Studiengang der Elektro- und Informationstechnik und an der Technische Universität Ilmenau den wissenschaftsorientierten Masterstudiengang Electrical Power and Control Engineering mit Auszeichnung abgeschlossen. Als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Elektrische Energieversorgung der TU Ilmenau stellte sie ihre Dissertation mit dem Prädikat „summa cum laude“ fertig. Sie publizierte zahlreiche nationale und internationale wissenschaftliche Papers. Seit August 2016 arbeitet sie beim Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz Transmission GmbH in der Abteilung Konzepte und Systemstrategie in der Systemführung.

Der VDE und die Dr. Wilhelmy-Stiftung haben Dr.-Ing. Birgit Elke Schotsch mit dem mit 3.000 Euro dotierten Dr. Wilhelmy-VDE-Preis für herausragende Dissertationen ausgezeichnet. Die Preisverleihung fand gestern im Rahmen des VDE-Hauptstadtforums in Berlin statt. In ihrer Dissertation „Rateless Coding in the Finite Length Regime“ untersucht die Preisträgerin eine Art der Kanalcodierung, mit deren Hilfe sich Videos oder Dateien, auf die sehr viele Nutzer zugreifen, am effizientesten übertragen lassen.

Im Internet kommt es häufig zu Netzwerküberlastungen, sobald eine sehr große Anzahl an Personen ein Video aufruft. Häufig gehen dabei Daten verloren und es kommt zu Verzögerungen bei der Übertragung oder die Bildqualität leidet. Birgit Schotsch stellt die ratenlose Kanalcodierung in den Mittelpunkt ihrer Arbeit. Die Kanalcodierung ist ein Verfahren der elektrischen Nachrichtentechnik, das durch Einfügen von Redundanz ermöglicht, Störungen bei der Übertragung zu beheben. Die Jury bewertete die Dissertation als herausragend mit außerordentlich hohem theoretischem Anspruch. Sie besticht durch ihre mathematisch rigorose wie kreative Behandlung der Thematik.

Die ratenlose Kanalcodierung, besser bekannt als Digital Fountain Coding, eignet sich vor allem für paketbasierte Übertragungsszenarien mit vielen Empfängern. Die vom Sender eingefügte Redundanz nutzt der Empfänger, um die ursprünglichen Daten bei Störungen zu rekonstruieren. Der Name leitet sich aus der Analogie zu einem Brunnen ab. Die Idee: Füllt man ein Glas mit Wasser, ist es nur von Bedeutung, dass genügend Wassertropfen im Glas landen und nicht welche. Entsprechend ist es nicht von Bedeutung, welche codierten Datenpakete empfangen und zur Rekonstruktion der übertragenen Daten verwendet werden, sondern nur, dass es genügend sind. Ein Fortschritt zu herkömmlichen Verfahren, bei denen unzählige Wiederholungsanforderungen verlorengegangener Datenpakete das Netz verstopfen.

Die Preisträgerin hat ihr Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik an der RWTH Aachen absolviert. Im Anschluss daran war sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Nachrichtengeräte und Datenverarbeitung (IND) der RWTH Aachen tätig. Sowohl in der Forschung als auch in der Lehre lag ihr Fokus in der Kommunikationstechnik, insbesondere im Bereich der Kanalcodierung, Quellencodierung und Modulation. Im Juli 2014 promovierte sie, seit Februar 2015 arbeitet sie als Systemingenieurin bei Airbus DS GmbH in München im Bereich der Satellitennavigation.