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Kleintechnische Vergärungsversuchsanlage (KTVA)

Das Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft verfügt seit dem Jahr 2010 über eine 'Kleintechnische Vergärungsversuchsanlage' (KTVA) zur Durchführung langfristiger, anaerober Vergärungsversuche im kontinuierlichen Vergärungsverfahren. Hauptbestandteil ist ein Edelstahlreaktor (Vol. = 1.100 l), welcher beheizbar, durchmischbar und kontinuierlich beschickbar ist. Zusätzlich verfügt die KTVA über einen Vorlage- bzw. Hydrolysebehälter und einen Nachgärbehälter. Derzeit befindet sich die KTVA im Probebetrieb und wird zeitnah für orientierende Versuche genutzt. Mit Hilfe kontinuierlicher Messungen der Zusammensetzung des produzierten Biogases können die Vergärungsprozesse überwacht und optimiert werden.

Solares Bauen: GreenEnergyFirst: Energieeffizienzassistent für die dezentrale Energieerzeugung in Wohngebäuden, Teilprojekt: Definition von Gebäudeanforderungen zur Nutzung von Energieeffizienzassistenten sowie Entwicklung von Abrechnungsstrukturen zur einfachen Darstellung des Energiemanagements

Bis zum Jahr 2050 soll der Wärmebedarf in Gebäuden nahezu klimaneutral gestaltet sein. Dieses Ziel soll durch die Entwicklung eines Energieeffizienzassistenten in dem Projekt 'GreenEnergyFirst' unterstützt werden. Bisher besteht ein wesentliches Hindernis für den Einsatz derartiger Assistenten in Gebäuden in der Vielfalt und Dimensionierung der verschiedenen Anlagenkombinationen und Wohngebäuden. Die medl GmbH soll dieses Hindernis durch die Definition von Gebäudeanforderungen beseitigen, welche die Voraussetzungen der Nutzung des Energieeffizienzassistenten berücksichtigen. Die medl ist als Generalunternehmen für den Bau und Betrieb der notwendigen Anlagentechnik bis hin zur Gebäudetechnik verantwortlich. Weiterhin wird medl Abrechnungsstrukturen entwickeln, die aus Sicht von Energieversorgungsunternehmen und Wohnungsbaugesellschaften das Energiemanagement auf Quartiersebene möglichst einfach darstellen und die Energieverbräuche mit möglichst geringem Aufwand mieterscharf visualisieren können. Für die durch medl durchgeführte Betriebsführung der Heizzentrale kommen für eine optimierte Fahrweise während der Projektphase die von der UNI DUE und dem EBZ entwickelte Strategien zum Einsatz.

SiGgI, Silicon Graphite goes Industry

Transferprojekt zur Verbreitung von Forschungsergebnissen der ETA-Fabrik

Im Projekt 'ETA-Transfer' sollen Erkenntnisse aus dem Vorgängerprojekt 'ETA-Fabrik' bei ausgewählten Unternehmen als Leuchtturmprojekte in der Praxis angewendet werden. Hierbei werden Prozesse der industriellen (Stückgut-)-Produktion zusammen mit dem Gesamtsystem (d.h. des Zusammenwirkens von Maschinenpark, Versorgungstechnik und Gebäudehülle) betrachtet und daraus sinnvolle technische Energieeffizienzmaßnahmen abgeleitet. Die TU Darmstadt wird hierzu in ausgewählten Unternehmen jeweils zuerst Potenzialanalysen durchführen, an die sich dann ebenso begleitete Umsetzungsphasen mit Investitionen in die vorgeschlagenen energieeffizienten Maschinen/Technologien anschließen.

Solares Bauen: GreenEnergyFirst: Energieeffizienzassistent für die dezentrale Energieerzeugung in Wohngebäuden, Teilprojekt: Erfassung des Nutzerverhaltens von Wohneinheiten durch Smart Home Systeme zur Entwicklung und Erprobung von Betriebsführungsstrategien mit dem dezentralen Energiesystem

Bis zum Jahr 2050 soll der Wärmebedarf in Gebäuden nahezu klimaneutral gestaltet sein. Dieses Ziel soll durch die Entwicklung eines Energieeffizienzassistenten in dem Projekt. GreenEnergyFirst' unterstützt werden. Bisher besteht ein wesentliches Hindernis für den Einsatz derartiger Assistenten in Gebäuden in der Vielfalt und Dimensionierung der verschiedenen Anlagenkombinationen, Wohnimmobilien und der dadurch bedingten aufwendigen Modellierung. Viessmann unterstützt das Projekt durch die Planung der Geräteausstattung sowie bei der Anpassung der Schnittstellen und der Datenerfassung. Viessmann liefert die Daten für die Analyse der Effizienzpotenziale der Gebäude- und Anlagentechnik und steuert eigenes Fachwissen bei. Hierzu wird der Istzustand der Anlage hinsichtlich Energiemanagement-Optionen unter Verwendung von Data-Mining und Expertenwissen genutzt. Weiterhin müssen die Schnittstellen der Smart Home Systeme erweitert und angepasst werden, um die geplanten Feedback Mechanismen zu ermöglichen. Für die konkrete Anlage müssen weiterhin Schnittstellen an den Geräten zum Energiemanagement angesprochen werden.

CHEOPS - Nasschemische Prozesse in hochfunktionalen Prozessanlagen, Teilvorhaben: Entwicklung und Evaluierung einer hochfunktionalen Prozessanlage

Im Rahmen des Projekts soll eine innovative multifunktionale Nasschemieanlage gebaut und evaluiert werden. Die Funktionalität der Anlage soll demonstriert und das Einsparpotential für Solarzellenproduktion ermittelt werden. Begleitet werden die Phasen von einer wirtschaftlichen Bewertung sowie der Entwicklung und Evaluierung neuer Geschäftsmodelle. Das Projekt ist in unterschiedliche Arbeitspakete zeitlich und thematisch gegliedert. 1 Anlagenkonzeption und Bau / neuartige Anlagenkomponenten 1.1 Anlagendesign und Spezifikation 1.2 Strömungssimulationen 1.3 Anlagenzuverlässigkeitsmodell 1.4 Entwicklung einer intelligenten Spüleinheit 1.5 Der Carrier als cyberphysisches System 1.6 Prozesskontrollmöglichkeiten durch intelligente Verknüpfung von Einzelsensoren 1.7 Entwicklung einer autarken Dosiereinheit 1.8 Installation und Inbetriebnahme der neuen Anlage 2 Datentransfertechnologie 2.1 Entwicklung eines autarken Kommunikationsmoduls 2.2 Echtzeit-Integration der Anlagensensorik 2.3 Entwicklung einer Cloud-basierten Daten-Meldungszentrale 2.4 Entwicklung eines Marketingkonzepts und Erprobung des Geschäftsmodells 3 Datenanalyse und automatisierte Prozessverbesserung 3.1 Datenanalyse der Prozessdaten 3.2 Automatisierte Prozessverbesserung 3.3 Einleiten der Testphase für das neue predictive maintenance-System 4 Ökonomische Begleitung und Bewertung der Projektergebnisse 4.1 Quantifizierung des Potenzials für Kostensenkungen 4.2 Quantifizierung des Potenzials für Effizienzsteigerung 4.3 Entwicklung von neuen Geschäftsmodellen.

IBÖM02: CapAcidy: Bio-basierte Capron- und Caprylsäure - Herstellung, Aufreinigung, Vermarktungsstrategie, Teilprojekt B

Im Projekt soll gezeigt werden, wie die mittelkettigen Carbonsäuren Capron- und Caprylsäure aus bestehenden Biogasanlagen in die chemische Industrie integriert werden können. Capron- und Caprylsäure sind Spezialchemikalien mit einem breiten Anwendungsspektrum. Mit dem neuen Verfahren soll Biogasanlagenbetreibern eine alternative Nutzungsmöglichkeit in Form von zusätzlichen Wertschöpfungsketten im Sinne einer Bioraffinerie eröffnet werden. Das neue Nutzungskonzept verbindet dabei bestehendes Knowhow der Anlagenbetreiber und vorhandene Infrastrukturen am Standort mit einer innovativen Betriebsweise und zusätzlichen technischen Komponenten zur Produktion und Extraktion der Carbonsäuren. Gleichzeitig wird eine alternative, nachhaltige Möglichkeit zur Herstellung der Carbonsäuren aus heimischen Biomassen sowie Rest- und Abfallstoffen entwickelt, so dass die Nutzung tropischer Pflanzenöle (Palm- und Kokosöl) als Basis vermieden werden kann. Anhand zweier Anwendungsmöglichkeiten soll im Projekt gezeigt werden, wie der Weg von der Produktion der Carbonsäuren mittels anaerober Fermentation über die Separation (Fest-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Trennung, Destillation), die chemische Modifikation (Veresterung, Sulfonierung) bis zur Verwendung in Reinigungs- und Schmiermitteln funktioniert. Darüber hinaus wird im Projekt ein Anlagenkonzept zur Umrüstung einer bestehenden Biogasanlage in eine Bioraffinerie entwickelt. Darauf aufbauend erfolgen ein Basic Engineering sowie die Darstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen am Bioraffineriestandort. Über den gesamten Projektverlauf wird in enger Zusammenarbeit mit einem Wirtschaftsexperten eine Verwertungsstrategie entwickelt, wobei die Marktpotenziale sowie weitere Anwendungsfelder für Capron- und Caprylsäure recherchiert und präzisiert werden.

Pro-E-Traktion - Automatisierte und robuste Produktionssysteme für E-Traktionsantiebe, Teilvorhaben: Entwicklung integraler Montageanlagen zur Herstellung von Hairpin-Wicklungen

Teilprojekt 6: Gesamtkonzipierung und Langzeitstabilität, Teilprojekt 1: Einbettung piezokeramischer Sensoren in Schaltungsträger für die Überwachung der Gründungsstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen und Rohrleitungen

Vorhabenschreibung: Entwicklung einer festinstallierten Sensormanschette an Windenergie Offshore Anlagen mit der Zielsetzung einer eklatanten Kostensenkung von Sicherheitsüberprüfungen und Wartungsarbeiten durch die innovative Integration von Piezoelementen in starr flex Verbundschaltungsträgern - Hierfür forscht G&W nach geeigneten Materialkombinationen, die die Anforderungen dieser komplexen Schaltungsapplikation qualitativ erfüllen. - Umfangreiche Testreihen dieser hierbei benötigten Verbundmaterialien werden in Bezug auf Verarbeitungstechnologie, sowie des dafür notwendigen Equipments bei G&W getestet. Dabei soll die Möglichkeit zur Integration dieser Anwendung in den Fertigungsprozess von KMU demonstriert werden. - Als Ergebnis soll neben entsprechend gefertigten Funktionsmustern die reibungslose Industrieüberführung der innovativen Technologie zur Verfügung stehen.

Digitalisierung als Wegbegleiter für die Flexibilisierung in der Energiewirtschaft - enera - Der nächste große Schritt der Energiewende, Teilvorhaben: Flexibilitätsbereitstellung aus Windenergie- und Power-to-Gas-Anlagen sowie Laborerprobung neuer Netzbetriebskonzepte

Für die Felderprobung neuer Netzbetriebskonzepte auf Mittelspannungsebene, die Bereitstellung regionaler Systemdienstleistungen und zur Teilnahme an regionalen Energiemärkten werden Windenergieanlagen für ein flexibles Blindleistungsmanagement umgerüstet und sogenannte STATCOM-Container errichtet. Die Umrüstung der Windenergieanlagen ermöglicht eine wirkleistungsunabhängige Bereitstellung von Blindleistung (STATCOM-Fähigkeit) sowie eine Erweiterung des Blindleistungsstellbereichs (Q+-Aufrüstung). Eine weitere Option zur Kompensation von Spannungsschwankungen bieten STATCOM-Container - auch an Standorten, an denen keine STATCOM-fähigen Windenergieanlagen vorhanden sind. Zur Minimierung wirtschaftlicher Risiken werden die zu untersuchenden Netzbetriebskonzepte vor der Felderprobung im Labor getestet. Dies gilt insbesondere für das Konzept eines 'Intelligenten Dispatcher' sowie für neue Netzregelungskonzepte zur Spannungs-Blindleistungsoptimierung.

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