Das Projekt "Eine neuartige Beschreibung des Wärmetransports zwischen Flüssigkeiten und rauen Rissflächen in porösen Gesteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Arbeitsgruppe Hydrogeologie durchgeführt. Wärmetransfer in geklüfteten porösen Medien ist ein essentieller Prozess im Erdinnern. Er ist Triebkraft für zahlreiche Naturphänomene, wie Geysire, hydrothermische und vulkanische Systeme, als auch für Naturgefahren wie Gesteinsbrüche und Erdbeben. Er bildet die Grundlage für industrielle Anwendungen, etwa im Bereich Geothermie. Die Fließbewegung in Risssystemen kann recht gut beschrieben werden. Es existiert eine breite Auswahl an Ansätzen, u. a. aus der Kontinuumsmechanik, multiple Medien und die explizite Beschreibung von Klüften. Allerdings haben existierende Modelle für den Wärmetransfer zwei große Schwachpunkte: Oft wird ein thermisches Gleichgewicht zwischen Gestein und Fluid vorausgesetzt und die Rolle der Risse vernachlässigt. Beides ist eng miteinander verbunden, da Risse mit hohen Fließgeschwindigkeiten eine Ursache für ein thermisches Ungleichgewicht sind und eine passende Beschreibung des Wärmetransfers in Rissen fehlt. In diesem Projekt wird ein neuartiges Modell entwickelt, um Wärmetransfer in Klüften unter Berücksichtigung mikroskopischer Rissoberflächenmorphologie zu beschreiben. Aktuelle Laborexperimente erlauben eine Analyse dieser Prozesse in bisher unbekannter Genauigkeit und ermöglichen einen tief gehenden Vergleich mit theoretischen Modellen. Oberflächenrauhigkeit, Öffnungsweite und Kontaktfläche beeinflussen Fließfeld wie Wärmetransfer. Gleichzeitig verändert Temperatur die Fluideigenschaften, und Risscharakteristiken hängen vom Spannungsfeld ab, welches wiederum von Temperatur und Fluiddruck abhängt. Ein passendes Wärmemodell muss daher auch hydraulische und mechanische Prozesse berücksichtigen, was in einem vollständig gekoppelten thermisch-hydraulisch-mechanischen Modell resultiert. Die theoretische Modellentwicklung beginnt mit einfachen Geometrien, um gute Vergleichbarkeit mit Laborergebnissen von externen Projektpartnern im Centimeterbereich zu ermöglichen. Daran schließt sich die Erweiterung auf komplexe Kluftnetzwerke an. Um auch für Anwendungen mit hunderten Metern Ausdehnung geeignet zu sein, wird das Modell mit statistischen Methoden skaliert und durch andere Parameter beschrieben, wie der Rissdichte. Anwendung auf Feldskala und Vergleich mit Messungen dienen zur Evaluation. Eine Einbindung des entwickelten Modells in eine Auswahl an wissenschaftlichen Softwareprogrammen ist geplant. Dieser innovative Ansatz kann in unterschiedlichen Modellen unabhängig von der gewählten Rissrepräsentation verwendet werden. Das vorgeschlagene Projekt schließt die lang existierende Lücke einer über die Skalen konsistenten Beschreibung des Wärmetransfers in geklüfteten porösen Medien unter Berücksichtigung statischer wie dynamischer Größen. Erstmals wird es möglich sein den Einfluss und die Interaktion einzelner Bedingungen und Gegebenheiten auf den Wärmetransfer und -transport im Detail zu untersuchen. Die Bestimmung der transferierten Wärme in natürlichen und industriellen Anwendungen wird sich dadurch signifikant verbessern.
Das Projekt "Teilprojekt: Naturschutzmaßnahmen und Umweltbildung im westl. Projektgebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Trägerverein Naturschutzstation Schloß Neschwitz e.V. durchgeführt. Das Projekt umfasst den Hotspot 20 'Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaften' und deckt mit den großen Schutzgebieten Königsbrücker Heide, Biosphärenreservat Oberlausitzer Hei-de- und Teichlandschaft sowie Teichgebiet Niederspree und Hammerstadt die Region von der West- bis an die Ostgrenze ab. Der Fokus liegt auf den in bundesweit herausragender Qualität vorhandenen Teichen, Sandmagerrasen und -Heiden, den nährstoffarmen Kiefern-wäldern sowie den vermittelnden Zwischenmooren. Bei Allem liegt ein Schwerpunkt auf Vernetzung verschiedener Verbund- und regionaler Partner aus den Bereichen Anwendung, Verwaltung und Forschung. Die Schaffung neuer Netzwerke ist auch Kernaspekt der begleitenden Öffentlichkeitsarbeit. Innovativ und von bundesweiter Bedeutung sind a) bei Teichen die Verbesserung und Etablierung neuer Methoden der Sömmerung mit Ackerkultur sowie der maschinelle Nährstoffentzug, b) für die Zwischenmoore die Etablierung von Schutzmaßnahmen im normalen Forstbetrieb und die Erforschung invasiver Neophyten, c) bei Sandmagerrasen und -Heiden die Etablierung dauerhafter Pflegekonzepte, c) bei Kiefernforsten die vergleichende Erprobung von Maßnahmen zum Erhalt von Flechten und wertvollen Wintergrün- sowie Bärlappbeständen. Innovative Aspekte der d) Öffentlichkeits- und Vermittlungsarbeit sind Nutzung von virtuellen Angeboten, durchgehende Mehrsprachigkeit sowie die Weiterentwicklung des Netzwerkes Umweltbildung Sachsen zusammen mit Museen, der Biosphärenreservatsverwaltung, Vereinen und privaten Bildungsträgern. Alle Maßnahmen werden durch eine umfangreiche naturschutzfachliche Wirkungskontrolle begleitet und darauf aufbauend evaluiert, hier werden qualifizierte interne und externe Partner einbezogen.
Das Projekt "Teilprojekt: Übergreifende Koordination und Auswertung, Naturschutzmaßnahmen und Umweltbildung im östl. Projektgebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung - Museum für Naturkunde durchgeführt. Das Projekt umfasst den Hotspot 20 'Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaften' und deckt mit den großen Schutzgebieten Königsbrücker Heide, Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft sowie Teichgebiet Niederspree und Hammerstadt die Region von der West- bis an die Ostgrenze ab. Der Fokus liegt auf den in bundesweit herausragender Qualität vorhandenen Teichen, Sandmagerrasen, Sandheiden und nährstoffarmen Kiefernwäldern sowie den vermittelnden Zwischenmooren. Bei Allem liegt ein Schwerpunkt auf Vernetzung verschiedener Verbund- und regionaler Partner aus den Bereichen Anwendung, Verwaltung und Forschung. Die Schaffung neuer Netzwerke ist auch Kernaspekt der begleitenden Öffentlichkeitsarbeit. Innovativ und von bundesweiter Bedeutung sind a) bei Teichen die Verbesserung und Etablierung neuer Methoden der Sömmerung mit Ackerkultur sowie der maschinelle Nährstoffentzug, b) für die Zwischenmoore die Etablierung von Schutzmaßnahmen im normalen Forstbetrieb und die Erforschung invasiver Neophyten, c) bei Sandmagerrasen und -Heiden die Etablierung dauerhafter Pflegekonzepte, d) bei Kiefernforsten die vergleichende Erprobung von Maßnahmen zum Erhalt von Flechten und wertvollen Wintergrün- sowie Bärlappbeständen. Innovative Aspekte der Öffentlichkeits- und Vermittlungsarbeit sind Nutzung von virtuellen Angeboten, durchgehende Mehrsprachigkeit sowie die Weiterentwicklung des Netzwerkes Umweltbildung Sachsen zusammen mit Museen, der Biosphärenreservatsverwaltung, Vereinen und privaten Bildungsträgern. Alle Maßnahmen werden durch eine umfangreiche naturschutzfachliche Wirkungskontrolle begleitet und darauf aufbauend evaluiert, hier werden qualifizierte interne und externe Partner einbezogen.
Das Projekt "Teilvorhaben Geophysikalische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Ziel von HyAfrica ist es, Ressourcen an natürlichem Wasserstoff (H2) in vielversprechenden Regionen afrikanischer Länder zu bewerten und die sozioökonomischen Auswirkungen einzuschätzen, wenn H2 als Energieträger für lokale Gemeinschaften genutzt wird. HyAfrica konzentriert sich auf vier Regionen, in denen H2 entweder bereits nachgewiesen wurde (Provinzen Jerada und Tendrara - Marokko; Nkangala Distrikt - Südafrika) oder die geologischen Bedingungen günstig sind (Distrikt Bilene / Macia - Mosambik, Präfektur Lacs - Togo). Ziele: 1) Identifizierung und Kartierung der vorhandenen Ressourcen und Erweiterung des Wissens über die kontrollierenden geologischen Bedingungen, 2) Bewertung der sozioökonomischen Auswirkungen und Geschäftsmodelle für Standalone-, Off-Grid- und Minigrid-Systeme auf der Grundlage von H2, 3) Entwicklung von Roadmaps für die Exploration und Nutzung von natürlichem H2 in den Ländern, 4) Aufbau von Kapazitäten für die Anwendung von natürlichem H2 in Standalone- und Mini-Grid-Systemen im akademischen Bereich und unter institutionellen Akteuren. Das durch das LIAG koordinierte Arbeitspaket 3 (AP3) 'Geophysikalische Charakterisierung' trägt vor allem zu Ziel (1) bei, indem es standortspezifisches Wissen über die kontrovers diskutierten geologischen Bedingungen ableitet, die das Vorkommen von natürlichem H2 steuern. Es liefert komplementäre Informationen zu AP2 (geologischer und tektonischer Kontext), da es sich zugleich auf flache und tiefe Krustenstrukturen sowie geophysikalische Daten/Methoden konzentriert. Ziele AP3: a) Qualitative Charakterisierung höffiger Gebiete durch skalenübergreifende Analysen geophysikalischer Daten. b) Quantitative, konzeptionelle geologische Modelle auf der Grundlage geophysikalischer Daten und geologischer Randbedingungen. c) Umsetzung eines Best-Practice-Explorations- und Entwicklungskonzepts in nationale Roadmaps. Wissensvermittlung im Bereich der geophysikalischen Exploration ist integraler Bestandteil von AP3.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung sowie grafische Umsetzung von Standard-Hydrauliken zur Abbildung von Trinkwassersystemen im Bestand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CAD-Agentur Essen Lehmann & Yilmaz GmbH durchgeführt. Der Endenergieverbrauch für die Trinkwarmwasserbereitung nimmt anteilig in Bezug auf den Gesamtendenergieverbrauch sowie auch absolut über alle Sektoren in den letzten Jahren stetig zu. Dazu gibt es insbesondere in gewachsenen, in der Regel nicht dokumentierten Bestandsanlagen, Probleme hinsichtlich der Trinkwasserhygiene. Diese stellen neben dem hohen Energieverbrauch durch Zirkulations- und Speicherverluste zusätzlich ein gesundheitliches Risiko dar. In diesem Vorhaben soll eine Software entwickelt werden, die in Bestandsgebäuden Optimierungspotenziale der Trinkwarmwasserversorgung in Bezug auf Betriebsparameter und Rohrleitungsführung identifiziert. Dabei stehen die Wirtschaftlichkeit und die Einsparung von Energie und Emissionen, sowie der hygienische Betrieb im Vordergrund. Die Anwendung soll insbesondere in den sensiblen Bereichen wie Krankenhäuser, Pflegeheime und Mehrfamilien-Wohngebäuden erfolgen. Mit der im Rahmen des Vorhabens zu entwickelnden Software 'OPTISAN' sollen Trink-warmwasserversorgungsanlagen aufgenommen und dokumentiert werden können. Mit Hilfe von messtechnisch erfassten Temperaturdaten und der Aufnahme der Anlagenhydraulik (Rohrleitungsdimension und -geometrie) sollen Aussagen über die hydraulische, energetische sowie hygienische Ist-Situation möglich sein. Außerdem sollen Szenarienbetrachtungen zur Sanierung in Bezug auf hydraulische und thermische Maßnahmen durchgeführt werden können. Das zu erwartende Optimierungspotenzial soll softwareseitig aus dem Vergleich von Ist-Zustand und Sanierungsmaßnahmen bewertet werden können. Einrichtungen zum hydraulischen Abgleich sollen in der Abbildung und Untersuchung der Anlagenhydraulik integriert und ausgelegt werden können. Die Zielgruppe dieser Softwareentwicklung stellen Ingenieure und Handwerker aber auch Anlagenbetreiber dar.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierung der Anlagenhydraulik in Trinkwasserinstallationen durch die Anwendung von Analysedaten der Anlagenkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg Fischer GmbH durchgeführt. Der Endenergieverbrauch für die Trinkwarmwasserbereitung nimmt anteilig in Bezug auf den Gesamtendenergieverbrauch sowie auch absolut über alle Sektoren in den letzten Jahren stetig zu. Dazu gibt es insbesondere in gewachsenen, in der Regel nicht dokumentierten Bestandsanlagen, Probleme hinsichtlich der Trinkwasserhygiene. Diese stellen neben dem hohen Energieverbrauch durch Zirkulations- und Speicherverluste zusätzlich ein gesundheitliches Risiko dar. In diesem Vorhaben soll eine Software entwickelt werden, die in Bestandsgebäuden Optimierungspotenziale der Trinkwarmwasserversorgung in Bezug auf Betriebsparameter und Rohrleitungsführung identifiziert. Dabei stehen die Wirtschaftlichkeit und die Einsparung von Energie und Emissionen, sowie der hygienische Betrieb im Vordergrund. Die Anwendung soll insbesondere in den sensiblen Bereichen wie Krankenhäuser, Pflegeheime und Mehrfamilien-Wohngebäuden erfolgen. Mit der im Rahmen des Vorhabens zu entwickelnden Software 'OPTISAN' sollen Trinkwarmwasserversorgungsanlagen aufgenommen und dokumentiert werden können. Mit Hilfe von messtechnisch erfassten Temperaturdaten und der Aufnahme der Anlagenhydraulik (Rohrleitungsdimension und -geometrie) sollen Aussagen über die hydraulische, energetische sowie hygienische Ist-Situation möglich sein. Außerdem sollen Szenarienbetrachtungen zur Sanierung in Bezug auf hydraulische und thermische Maßnahmen durchgeführt werden können. Das zu erwartende Optimierungspotenzial soll softwareseitig aus dem Vergleich von Ist-Zustand und Sanierungsmaßnahmen bewertet werden können. Einrichtungen zum hydraulischen Abgleich sollen in der Abbildung und Untersuchung der Anlagenhydraulik integriert und ausgelegt werden können. Die Zielgruppe dieser Softwareentwicklung stellen Ingenieure und Handwerker aber auch Anlagenbetreiber dar.
Das Projekt "Teilvorhaben: Programmtechnische Umsetzung der Softwarefunktionalitäten unter Beachtung einer intuitiven Bedienbarkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ETU Software GmbH durchgeführt. Der Endenergieverbrauch für die Trinkwarmwasserbereitung nimmt anteilig in Bezug auf den Gesamtendenergieverbrauch sowie auch absolut über alle Sektoren in den letzten Jahren stetig zu. Dazu gibt es insbesondere in gewachsenen, in der Regel nicht dokumentierten Bestandsanlagen, Probleme hinsichtlich der Trinkwasserhygiene. Diese stellen neben dem hohen Energieverbrauch durch Zirkulations- und Speicherverluste zusätzlich ein gesundheitliches Risiko dar. In diesem Vorhaben soll eine Software entwickelt werden, die in Bestandsgebäuden Optimierungspotenziale der Trinkwarmwasserversorgung in Bezug auf Betriebsparameter und Rohrleitungsführung identifiziert. Dabei stehen die Wirtschaftlichkeit und die Einsparung von Energie und Emissionen, sowie der hygienische Betrieb im Vordergrund. Die Anwendung soll insbesondere in den sensiblen Bereichen wie Krankenhäuser, Pflegeheime und Mehrfamilien-Wohngebäuden erfolgen. Mit der im Rahmen des Vorhabens zu entwickelnden Software 'OPTISAN' sollen Trinkwarmwasserversorgungsanlagen aufgenommen und dokumentiert werden können. Mit Hilfe von messtechnisch erfassten Temperaturdaten und der Aufnahme der Anlagenhydraulik (Rohrleitungsdimension und -geometrie) sollen Aussagen über die hydraulische, energetische sowie hygienische Ist-Situation möglich sein. Außerdem sollen Szenarienbetrachtungen zur Sanierung in Bezug auf hydraulische und thermische Maßnahmen durchgeführt werden können. Das zu erwartende Optimierungspotenzial soll softwareseitig aus dem Vergleich von Ist-Zustand und Sanierungsmaßnahmen bewertet werden können. Einrichtungen zum hydraulischen Abgleich sollen in der Abbildung und Untersuchung der Anlagenhydraulik integriert und ausgelegt werden können. Die Zielgruppe dieser Softwareentwicklung stellen Ingenieure und Handwerker aber auch Anlagenbetreiber dar.
Das Projekt "TV: Entwicklung von Hygiene- und Energieverbrauchsbewertungskriterien, Standardvorgaben von Optimierungsmaßnahmen und Identifizierung bewertungsrelev. Anlagenparameter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Institut für Energieoptimierte Systeme durchgeführt. Der Endenergieverbrauch für die Trinkwarmwasserbereitung nimmt anteilig in Bezug auf den Gesamtendenergieverbrauch sowie auch absolut über alle Sektoren in den letzten Jahren stetig zu. Dazu gibt es insbesondere in gewachsenen, in der Regel nicht dokumentierten Bestandsanlagen, Probleme hinsichtlich der Trinkwasserhygiene. Diese stellen neben dem hohen Energieverbrauch durch Zirkulations- und Speicherverluste zusätzlich ein gesundheitliches Risiko dar. In diesem Vorhaben soll eine Software entwickelt werden, die in Bestandsgebäuden Optimierungspotenziale der Trinkwarmwasserversorgung in Bezug auf Betriebsparameter und Rohrleitungsführung identifiziert. Dabei stehen die Wirtschaftlichkeit und die Einsparung von Energie und Emissionen, sowie der hygienische Betrieb im Vordergrund. Die Anwendung soll insbesondere in den sensiblen Bereichen wie Krankenhäuser, Pflegeheime und Mehrfamilien-Wohngebäuden erfolgen. Mit der im Rahmen des Vorhabens zu entwickelnden Software 'OPTISAN' sollen Trinkwarmwasserversorgungsanlagen aufgenommen und dokumentiert werden können. Mit Hilfe von messtechnisch erfassten Temperaturdaten und der Aufnahme der Anlagenhydraulik (Rohrleitungsdimension und -geometrie) sollen Aussagen über die hydraulische, energetische sowie hygienische Ist-Situation möglich sein. Außerdem sollen Szenarienbetrachtungen zur Sanierung in Bezug auf hydraulische und thermische Maßnahmen durchgeführt werden können. Das zu erwartende Optimierungspotenzial soll softwareseitig aus dem Vergleich von Ist-Zustand und Sanierungsmaßnahmen bewertet werden können. Einrichtungen zum hydraulischen Abgleich sollen in der Abbildung und Untersuchung der Anlagenhydraulik integriert und ausgelegt werden können. Die Zielgruppe dieser Softwareentwicklung stellen Ingenieure und Handwerker aber auch Anlagenbetreiber dar.
Das Projekt "NIP II: Vereinheitlichtes und modulares Brennstoffzellensystem-Konzept für PKW- und NKW-Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Die Brennstoffzelle ist sowohl für PKW- als auch von NKW-Anwendungen ein sehr erfolgsversprechendes Konzept für die Herausforderungen zukünftiger Mobilitätslösungen. Ferner ist sie sehr gut in die für die Erreichung der CO2-Ziele erforderliche H2-Wirtschaft eingebettet. Die Brennstoffzelle für mobile Anwendungen ist technisch reif, es gibt Fahrzeuge in Kleinserie auf dem Markt im PKW-Bereich, und viele Prototypen im NKW-Bereich sind vorhanden und werden weiterentwickelt. Zur Erreichung von Stückzahleffekten ist es unabdingbar, System- und Komponentenansätze zu finden, die mit minimalen Änderungen sowohl für den PKW als auch für NKW einsetzbar sind. Die Anforderungen im PKW- und NKW-Markt sind sehr unterschiedlich. Während die Hauptanforderungen im PKW-Bereich die Systemkosten und die Erfüllung von Komfortansprüchen sind, spielt für NKW-Anwendungen die TCO (total cost of ownership) die wesentliche Rolle. Dadurch gewinnen der H2-Verbrauch und die Lebensdauer des Systems und insbesondere des Stacks an Bedeutung. Die Zielsetzung von HyPerLife ist ein einheitlicher Systemansatz für PKW und NKW. Dieser Ansatz muss sehr geringe H2-Verbrauchswerte und hervorragende Lebensdauer ermöglichen, ohne die Systemkosten und die Komfortfunktionen zu belasten. Um das im Einklang zu bringen, werden die Wechselwirkungsmechanismen unter den o.g. Zielgrößen tiefgehend untersucht. Einseitige Lösungen werden hier gegenüber Gesamtsystemoptimierungslösungen niedriger priorisiert. Der Effekt von Topologie- bzw. Betriebsstrategieänderungen auf die Zielgrößen wird einzeln und in seiner Wechselwirkung analysiert, und bei der Designentscheidung berücksichtigt. Im Rahmen des Projekts HyPerFormance (2017-2021), wurden hervorragende Ergebnisse bei der Suche nach erfolgsversprechenden Systemansätzen und Betriebsstrategien erzielt (simulativ und experimentell). Darüber hinaus sind viele Ideen entstanden, welche aus Zeitgründen nicht umgesetzt werden konnten und ebenfalls das Folgeprojekt HyPerLife.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Herstellung von optimierten Zink-Partikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Grillo-Werke AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Nickel-Zink-Doppelfluss-Batterie. Diese kombiniert die positiven Eigenschaften von festen Nickel-Zink-Batterien mit den Vorteilen einer Flussbatterie. Durch die unabhängige Skalierbarkeit von Leistung und Energie lässt sich die Batterie einfach an den entsprechenden Anwendungsfall anpassen und eignet sich deshalb sehr gut als Energiespeicher für eine breite Palette von stationären Anwendungen im Bereich von 10 kWh bis einigen MWh. Die Nickel-Zink-Doppelfluss-Batterie zeichnet sich durch eine hohe theoretische Energiedichte aus, die mit ca. 240 Wh/kg etwa um einen Faktor acht höher als die entsprechende theoretische Energiedichte von Vanadiumbasierten Flussbatterien liegt. Im Projektverlauf sollen alle Kernkomponenten der neuen Nickel-Zink-Doppelfluss-Batterie optimiert und in einem 500 W Demonstrator zusammengeführt und auf Zyklenfestigkeit getestet werden.
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| Bund | 81 |
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| Förderprogramm | 81 |
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