Das Projekt "Weiterentwicklung des Moduls ATHLET-CD des Programmsystems AC2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Das Programm ATHLET-CD wird von der GRS zur Simulation von auslegungsüberschreitenden Ereignissen mit Kernschäden entwickelt, validiert und angewendet. Übergeordnetes Ziel der Weiterentwicklung von ATHLET-CD ist es ein signifikant verbessertes Simulationsprogramm zur Beurteilung der Sicherheit der in Deutschland noch laufenden bzw. im Ausland betriebenen, in Bau befindlichen und geplanten Kernkraftwerke bereitzustellen. Die wesentlichen Punkte bei der Weiterentwicklung von ATHLET-CD sind hierbei die Verbesserung und Erweiterung der Modelle für den Reaktorkern, die Simulation der Spätphase sowie Arbeiten zur Reaktoranwendung.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung - Museum für Naturkunde durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist es, das Verständnis von Böden als komplexe natürliche Systeme, eingebettet in ihr sozio-ökonomisches Umfeld, zu verbessern. In der dritten Förderphase wird die SGN dazu beitragen, den Fokus des Bonares-Zentrums von der rein wissenschaftlichen auf die praxis- und politikorientierte Verbreitung von Forschungsprodukten zu verlagern. Die SGN wird innerhalb des Verbundvorhabens für bodenfaunistische Aspekte zuständig sein. Im Rahmen der Weiterentwicklung des systemischen Modells 'BODIUM' wird die SGN an der Beschreibung und Parametrisierung bekannter Prozesse mit biotisch-abiotischen Wechselwirkungen arbeiten, um die Auswirkungen der Bodenfauna auf die Bodenfunktion, die Auswirkungen der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung auf die Bodenfauna und die Rolle des Boden-Nahrungsnetzes in das Modell zu integrieren. Die SGN wird zur Verbreitung und Weiterentwicklung des BonaRes-Wissensportals beitragen. SGN wird weiterhin an der Definition und Umsetzung von Maßnahmen zur Steigerung der Datenqualität mitarbeiten.
Das Projekt "Teilprojekt 5, globale Stakeholder Dialoge (QUANT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Quantis GmbH & Co. KG durchgeführt. Projektionen zum Klimawandel und dessen Auswirkungen für spezifische Szenarien von Treibhausgasemissionen streuen stark aufgrund der signifikanten Unsicherheiten von Klimamodellen sowie von Impaktmodellen, die die Auswirkungen eines geänderten Klimas quantifizieren. Deswegen ist es Stand der Forschung, Multimodell-Ensembles (Klimamodell-Impaktmodell-Kombinationen) zu nutzen, um potentielle zukünftige Änderungen von Variablen, die für die Abschätzung von Risiken des Klimawandels relevant sind (z.B. Durchfluss), zu quantifizieren. Solche Ensembles wurden im Zuge der Arbeiten zur Initiative 'Inter-Sectoral Impact Model Intercomparison Project (ISIMIP)' generiert, wofür eine Reihe von Klimamodellen als Input für verschiedene Globale Hydrologische Modelle (GHM) und andere Modelle (ISIMIP Fast Track) genutzt wurden. Jedoch wurden bislang noch keine Studien dazu durchgeführt, wie diese Ensembles am besten für das Klimawandel-Risikomanagement genutzt werden können. Solche Studien sind aber notwendig, um zum einen auf Basis dieser aufwändigen wissenschaftlichen Arbeit bestmögliche Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel treffen zu können und um zum anderen zukünftige ISIMIP-Simulationsprotokolle optimieren zu können. Die Studien müssen gemeinsam von Bereitstellern von Daten (Wissenschaftlern) und von (End-)Nutzern von Daten (Stakeholdern) ko-entwickelt und durchgeführt werden. Daher ist das Ziel des Gesamtvorhabens, zusammen mit Nutzern Methoden zur Bereitstellung und Nutzung von Daten eines Multimodell-Ensembles zu süßwasserbezogenen Gefahren des Klimawandels zu entwickeln, die für die Bewertung von Risiken und Anpassungsmaßnahmen auf unterschiedlichen räumlichen Skalen geeignet sind. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung von geeigneten Daten für unterschiedliche Kategorien von End-Nutzern, mit Fokus auf der Darstellung von Unsicherheiten. Die Forschungsfragen dabei sind: 1) Wie können die Gefahren des Klimawandels und deren Unsicherheit quantitativ dargestellt werden?
Das Projekt "Teilvorhaben: PTV Transport Consult GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PTV Planung Transport Verkehr AG durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Projekts ModelRad besteht in der Bestandsaufnahme der aktuellen Datenbasis und dem Aufzeigen von Entwicklungsoptionen hinsichtlich der Nutzung für eine realitätsnahe Radverkehrsmodellierung. Im Rahmen des Vorhabens werden Parameter für Radverkehrsmodelle abgeleitet, die Einfluss auf die Wahl des Fahrrads als Verkehrsmittel haben und die Routenwahl mit dem Fahrrad determinieren. Die PTV Transport Consult GmbH (PTV TC) ist führend im Aufbau von Radverkehrsmodellen in Deutschland, muss aber dennoch aufgrund der noch fehlenden Modellkenntnisse vielfach mit Annahmen arbeiten um diese Modelle aufzubauen. In diesem Kontext werden wir unsere Erfahrungen über Verhaltensparameter und Wirkungszusammenhänge bei der Priorisierung notwendiger Parameter für die Modellierung des Radverkehrs (Soll-Katalog) für die Modus- und Routenwahl einbringen und mit den übrigen Projektpartner diskutieren. Gleichermaßen wird die Erarbeitung eines Ist-Kataloges vorhandener Parameter unterstützt. Aufgabe der PTV Transport Consult GmbH ist zudem die Durchführung der Case-Study zur Anwendung der identifizierten Modellverbesserungen in einem realen Verkehrsnachfragemodell. Hier werden wir den bisherigen Kenntnisstand zum Aufbau eines Radverkehrsmodells und die im Projekt erarbeiteten Verbesserungen in einer praktischen Anwendung kombinieren, um darauf aufbauend eine gesamthafte Verbesserung der Modellierungstechnik für unsere eigenen Modelle, aber auch für die Modell anderer Berater, der Öffentlichen Hand und der Wissenschaft abzuleiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Digitaler Zwilling für den nachhaltigen Gebäudebetrieb auf Basis GAIA-X" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von N+P Informationssysteme GmbH durchgeführt. Ziel von iECO ist es, auf Basis von Gaia-X einen gemeinsamen Datenraum für die Bauwirtschaft zu schaffen. Die Bauwirtschaft zählt mit rund 2,5 Mio. Beschäftigten und einem Umsatz von 130 Mrd. Euro zwar zu den Schlüsselbranchen der deutschen Wirtschaft, hinkt in der Digitalisierung aber hinterher und liegt in der Produktivität um bis zu 30 Prozentpunkten hinter der Industrie zurück. iECO will diese Produktivitätslücke schließen und der Bauwirtschaft neue Wertschöpfungspotenziale erschließen. Der Focus der Arbeiten von N+P liegt in der Schaffung durchgängiger Prozesse mit dem Schwerpunkten 'Integration/Anbindung von BIM-Modellen' und 'Übergabe des fertigen Gebäudes in den Betrieb (Inbetriebnahme)'. Aufgrund der langjährigen Erfahrung der N+P in diesen Bereichen sollen neue 'Digitale Services' entstehen, welche die Mehrwerte der GAIA-X Plattform wie Datensouveränität und -sicherheit gewährleisten. Diese neuen Digitalen Services sollen unter anderem den Austausch zwischen dem gemeinsamen Datenraum für die Bauwirtschaft und anderen marktführenden Softwaresystemen/Softwareplattformen sicherzustellen sowie ein entsprechendes Ökosystem schaffen. Je größer die Anzahl an Nutzern und Lösungspartnern in einem Ökosystem ist, desto relevanter ist dies für einzelne Industrien. Neben dem Austausch steht ebenfalls die Entwicklung neuer 'Digitaler Services' auf Basis des gemeinsamen Datenraumes zur Schaffung von Mehrwerten im Vordergrund. Diese zukünftige Softwaregeneration bedingt eine Microservice-orientierte Softwarearchitektur als Grundvoraussetzung der späteren 'Digitalen Services auf Basis GAIA-X', welche im Rahmen des Projektes geschaffen werden sollen. Die entwickelten 'Digitalen Services' sollen zukünftig auf einer N+P Plattform gebündelt werden, den Aufbau eines Digitalen Zwilling ermöglichen und somit auch für die Nutzung in verschiedenen Ökosystemen zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Techno-Ökonomische Analysen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RCT Solutions GmbH durchgeführt. Im Projekt TOPCon Cluster schließen sich führende Anlagenhersteller aus Deutschland und das Fraunhofer ISE zusammen, um die Technologie-Basis für die industrielle Umsetzung von Solarzellen mit Tunneloxid-passivierenden Kontakten (Tunnel Oxide Passivating Contact, TOPCon) bereitzustellen. Ziel ist es, die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Anlagenbauer zu stärken, so dass diese am erwarteten starken Aufbau von auf TOPCon basierenden Produktionskapazitäten partizipieren können. Die Anlagenhersteller entwickeln im Rahmen des Projektes kostengünstige Hochdurchsatz-Maschinen und optimierte Einzelprozesse. Hierbei stehen die TOPCon-Schlüsseltechnologien im Vordergrund, insbesondere Herstellung des Tunneloxids sowie einseitige Abscheidung und Dotierung der Silicium-Schicht. Weitere wichtige Technologiefelder des Projektes sind einseitige nasschemische Ätzprozesse, die Ausbildung und Passivierung des Bor-dotierten Emitters und die Metallisierung der TOPCon Solarzelle. Ziel und Aufgabe der Arbeiten im Teilvorhaben der RCT ist das Erstellen eines techno-ökonomischen Modells für die Evaluation der TOPCon Prozesstechnologien und Solarzellenprozesse. Es erfolgt ein Vergleich mit den Referenztechnologien p-PERC und n-HJT (p-type Passivated Emitter Rear Cell und n-type Heterojunction Technology). Außerdem werden detaillierte Analysen zum Einfluss des Produktionsstandorts (Deutschland/Europa vs. China vs. Südostasien) durchgeführt. Untersuchungen zur LCOE (levelized cost of energy) arbeiten die Vorteile und Unterschiede der Technologien heraus, auch mit dem Fokus auf bifazialen Anwendungen. Zur Vorbereitung der Implementierung der TOPCon-Technologie wird evaluiert, wie diese als Upgrade von existierenden PERC-Linien umgesetzt werden kann. Die Arbeiten hierfür finden in enger Abstimmung mit dem Fraunhofer ISE und dem VDMA als beratendem Partner statt.
Das Projekt "Vorhaben: Expositionsmodellierung und Verknüpfung von drohnengestützten Aufnahmen von Gebäuden und Gebäudeschäden mit Datensätzen im Expositionsmodell zur schnellen Schadensabschätzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Die Kernidee von LOKI (Luftgestützte Observation Kritischer Infrastrukturen) ist die schnelle und zuverlässige luftgestützte Lageerfassung im Falle eines Erdbebens. Diese wird über ein interdisziplinäres Gesamtsystem umgesetzt, dessen Komponenten im Projekt entwickelt werden und eine Anwendung in der Praxis ermöglicht. Durch die schnelle Erfassung aktueller Lageinformationen können gezielt Maßnahmen eingeleitet werden. Der besondere Fokus liegt dabei auf der zeitnahen Übersicht der Gesamtschäden und einer detaillierten Erfassung der Schäden an kritischen Infrastrukturen, wie Straßennetze und Brücken, Gesundheitseinrichtungen (z.B. Krankenhäuser) und öffentliche Einrichtungen (z.B. Schulen). LOKI kombiniert die innovative Nutzung von neuartigen Technologien und Konzepten, im Speziellen Maschinelles Lernen, Crowdsourcing, Unmanned Aerial Vehicles (UAV) und 4D-Monitoring, mit umfassendem Expertenwissen aus der Erdbebenforschung. Im Projekt wird Forschung und Wissen aus den Bereichen Erdbebengefährdung und dynamischen Risiken, Erdbebeningenieurwesen, Koordinationsmechanismen für UAV-Flotten, Entwicklung neuer UAV-Infrastruktur, 3D-Geodatenverarbeitung und Crowdsourcing verknüpft. Die Entwicklung der modularen Komponenten wird dabei unter Berücksichtigung öffentlicher Schnittstellen und Standards umgesetzt. Die Arbeit des GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) konzentriert sich auf die Verfeinerung des Exposure-Modells für die Testgebiete und die Implementierung der Schnittstelle zwischen dem Exposure-Modell und den UAV-Erfassungen bzw. dem Crowdsourcing in der Schadenserfassung. Ein weiterer Fokus liegt auf der 2D/3D-Visualisierung der Exposure-Daten und der aufgenommen Schadensdaten.
Das Projekt "Teilprojekt: Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Das Forschungsprojekt 'RIVERTWIN' soll durch die Entwicklung eines integrierten Modells für die strategische Planung der Gewässerbewirtschaftung auf Einzugsgebietsebene die Ziele der 'EU Global Water Inititative' unterstützen. Das Regionalmodell wird Planern und Entscheidungsträgern helfen, den Einfluss von ökonomischen und technologischen Entwicklungen sowie die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen bzw. Gefährdungspotenziale des globalen Klimawandels auf die langfristige Verfügbarkeit und die Qualität der Gewässer abzuschätzen. Das benutzerfreundliche Modell soll auf einem Geografischen Informationssystem basieren, das sowohl ökologische (Wasserverfügbarkeit, Wasserqualität) als auch ökonomische Aspekte (Wasserbedarf, Wasserentnahmen) des Wassermanagements in einer Software integriert. Als Focus wurden drei Einzugsgebiete in der Größe von ca. 15.000 km2 mit stark unterschiedlichen Rahmenbedingungen ausgewählt. Gemeinsam mit den potenziellen Nutzern in Baden-Württemberg wird das Modell zunächst im Neckareinzugsgebiet entwickelt und angewandt. Später soll es auf die Flusseinzugsgebiete des Oueme (Bénin) und des Chirchik (Usbekistan) übertragen werden. Die im Projekt entwickelten Strategien für eine nachhaltige Gewässerbewirtschaftung werden die Formulierung von Handlungsempfehlungen für den von der WRRL geforderten Bewirtschaftungsplan des Neckars unterstützen. Im Teilprojekt 'Grundwasser' erstellt die Jungwissenschaftlergruppe Grundwasserhydraulik und Grundwasserbewirtschaftung des Instituts für Wasserbau der Universität Stuttgart eines großräumiges Grundwasserströmungsmodell für das gesamte Neckar-Einzugsgebiet. Die Arbeiten umfassen die Datenbeschaffung und -aufbereitung, den Aufbau eines GIS, die Konzeption eines hydrogeologischen Konzeptmodells, dessen Umsetzung in ein numerisches Grundwasserströmungsmodell (MODFLOW), die Kalibrierung und Validierung des Modells, sowie die Entwicklung von Kopplungstrategien und Schnittstellen zu Modellen der Oberflächengewässer und zu GIS. Eine Erweiterung auf ein Transportmodell ist vorgesehen. Weiterhin sind kleinere Studien zur Grundwassermodellierung in Benin und Usbekistan vorgesehen.
Das Projekt "Auswertung eruptionsdynamischer Daten des Mt. Erebus, Antarktis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Geophysik durchgeführt. Die Quantifizierung vulkanischer Eruptionsdynamik ist immer noch eine der großen Herausforderungen der geophysikalischen Vulkanologie. Quantitative in situ Daten werden benötigt, um existierende Modelle für den präerutiven Magmentransport zu verifizieren und um neue Modell hierfür zu entwickeln. In situ Daten können aber nur mit einem gut ausgebauten vulkanologischen Monitoringsystem, welches sich an einem regelmäßig eruptierenden offenen Schlotsystem befindet, aufgezeichnet werden. Systeme dieser Art sind auf der Erde relativ selten und die beste Lokation ist wahrscheinlich Mt. Erebus in der Antarktis, da hier bereits ein gut ausgebautes Monitoringsystem existiert. Im Rahmen dieses Antrags werden wir die notwendige Infrastruktur entwickeln, um während des antarktischen Sommers 2003/2004 ein Doppler Radargerät am Kraterrand des Mt. Erebus zu betreiben. Das Radar soll alle strombolianischen Eruptionen während einer 4 wöchigen Messkampagne aufzeichnen. Mit Hilfe der Daten sollen die zeitliche Entwicklung der Eruptionsgeschwindigkeit untersucht und die während einer Eruption ausgestoßene Magmenmenge abgeschätzt werden. Wichtig ist weiterhin die Korrelation unserer Daten mit den vom Mount Erebus Volcano Observatory (MEVO) aufgezeichneten seismischen, akustischen, geodätischen und thermischen Signalen. Insbesondere ist ein Vergleich mit den akustischen Daten und Videoaufzeichnungen von Interesse, wodurch wir hoffen, die immer noch heftig diskutierte Frage des Überdrucks in Gasgroßblasen direkt vor der Eruption zu beantworten.
Das Projekt "HiEFFICIENT - Modulare, intelligente und hochintegrierte Wide-Bandgap-Leistungselektronik für sicheres und energieeffizientes elektrisches Fahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVL SET GmbH durchgeführt. AVL-SET wird an der Testmethode für Leistungselektronik (PE-power electronic) -Lebensdauerprüfungen mit einem Mehrkanal-E-Motor-Emulator arbeiten. Die PE-Testmethode umfasst die Identifizierung signifikanter Fehlermodi und Erkennungs-möglichkeiten sowie deren Überprüfung und Validierung. AVL SET wird das Know-how und die Ergebnisse dieses Projekts nutzen, um innovative Mehrkanal-Lebensdauertestlösungen für leistungsstarke und hochdynamische Wechselrichter auf der Grundlage der aktuellen High-End Inverter Testsysteme auf-zubauen. Die PE Komponenten werden mit WBG (wide band gap) -Materialien realisiert. In Zusammenarbeit mit AVL Graz werden diese neuen Testsysteme OEMs und 1st-Tier-Zulieferern der Automobilindustrie weltweit vorgestellt. AVL-SET wird in enger Zusammenarbeit mit AVL an der Validierung der Modelle für UC1 arbeiten, um die Lebensdauer von PE-Tests in Automobilanwendungen zu verkürzen.
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