Das Projekt "Erforschung EMV-Verhalten bei abgehängten Leiterseilen bei enger Zuordnung von neuen Seilkonstruktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e.V. durchgeführt. In dem F&E- Vorhaben sollen alle erforderlichen Grundlagen für eine innovative 'Raumoptimierte Freileitung' erforscht und geprüft, sowie eine Versuchsanlage realisiert werden, die nach Inbetriebnahme hinsichtlich ihrer technischen Machbarkeit untersucht wird. Die Idee der neuartigen 380 kV-Freileitungsbauweise besteht darin, diese kompakt zu gestalten und so den 'Landschaftsverbrauch' so gering wie möglich zu halten. Die Zielstellung ist es daher, die Höhe der Masten, den Durchhang der Leiterseile sowie die Trassenbreite zu reduzieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Großversuche zur Optimierung der Bemessung und Schadensdetektion von hybriden Türmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Massivbau durchgeführt. Um die Ausbauziele im Bereich der erneuerbaren Energien zu erreichen, müssen auch Onshore- Windenergieanlagen (WEA) immer leistungsstärker werden. Zur Erschließung neuer Standorte für WEA und um die zunehmenden Windgeschwindigkeiten in größeren Höhen zu nutzen bedarf es höherer Türme. Als eine sehr gut geeignete Ausführungslösung haben sich hierfür sogenannte Hybridtürme in Segmentbauweise am Markt etabliert, die im unteren Teil aus Beton und im oberen Teil aus Stahl bestehen. Damit werden inzwischen Nabenhöhen von 150 m und mehr erreicht. Bei weiter steigenden Turmhöhen wächst jedoch das Risiko für Instabilitäten bzw. für Schäden in der Struktur. Außerdem sind die Bemessungsmodelle sowohl für die Fugen als auch für die Gründungen dieser Turmstrukturen bisher ungenügend entwickelt. Gegenstand des beantragten Forschungsvorhabens sind daher großformatige Versuche, an denen sowohl Bemessungsmodelle entwickelt als auch Monitoringkonzepte erprobt werden können.
Das Projekt "Untersuchung des Einflusses der Boden-Bauwerk-Triebstrang-Interaktion auf die Auslegung von Onshore-WEA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Stahlbau durchgeführt. Der klassische Entwurf von WEA basiert auf vereinfachten Entwurfskriterien, im Wesentlichen im Hinblick auf die Vermeidung von Resonanzen. Da die WEA mit dem Ziel der Leistungssteigerung immer größere Rotoren mit höheren und schlankeren Turmstrukturen aufweisen, sind diese Entwurfskriterien nicht mehr ausreichend. Deshalb sollen im Rahmen des Projekts Modelle entwickelt werden, mit denen die komplexe Gesamtsystemdynamik durch die Kopplung von Aerodynamik, Maschinendynamik, Turm und Gründung erfasst werden kann. Konkret sollen in den Modellen die dynamischen Interaktionseffekte durch die Berücksichtigung der schwingfähigen Einzelkomponenten Rotor, Antriebsstrang, Turmstruktur, Gründung und Boden berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird eine optimale Auslegung von WEA möglich, so dass die Wirtschaftlichkeit und die Verbesserung des Ermüdungs- und Verschleißverhaltens gesteigert werden kann. Weiterhin wird angestrebt den Einfluss der Boden-Bauwerk-Triebstrang Interaktion zu quantifizieren und daraus Empfehlungen für die Berechnung von Onshore-Anlagen und Lastansätze für Gondelprüfstände abzuleiten. Die Modellierung der Gesamtsystemdynamik erfolgt an einer Referenz-WEA durch Schaffung geeigneter Schnittstellen, mit denen die Kopplung von Aerodynamik, Maschinendynamik, Bauwerksstruktur und Gründung ermöglicht wird. Durch die Schnittstellen können dynamische Interaktionseffekte einer WEA vollständig abgebildet werden und in Form geeigneter Modellansätze in MKS-Berechnungen berücksichtigt werden. Die erforderlichen Schnittstellenparameter werden auf Basis detaillierter Untersuchungen zur Boden-Bauwerks-Interaktion, zum Triebstrang und zur Turmaerodynamik ermittelt, bei denen die unterschiedlichen Kompetenzen der beteiligten Projektpartner einfließen. Abschließend wird im Rahmen von MKS-Simulationen bewertet, inwiefern typische Randbedingungen der Boden-Bauwerk-Interaktion einen Einfluss auf die Beanspruchungen und die zukünftige Auslegung des Triebstranges haben.
Das Projekt "Teilprojekt: TU Braunschweig" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau durchgeführt. Die Wasserkraftnutzung an Standorten mit niedrigen Fallhöhen gilt heute als unrentabel und als ökologisch ungünstig. Ziel dieses Projektes ist es ein ökologisch verträgliches, wirtschaftliches System auf Basis einer neu entwickelten Ultra-Niederdruckturbine, der Wasserdruckmaschine (WDM), für Fallhöhen unter 2m und Leistungen bis 50kW zu entwickeln, um die Nutzung dieser erneuerbaren Energie zu ermöglichen. Ein vereinheitlichtes Genehmigungsverfahren, das mit den geltenden Vorschriften kompatibel ist, erleichtert Antragstellung und Genehmigungsverfahren. Folgende Arbeiten (Literaturrecherchen, Analysen, Modellversuche, numerische Modellierungen und Vollmaßstabversuche) werden durchgeführt: (1) Entwicklung ökologisch durchgängiger Anlagen, indem standardisierte, kostengünstige Fischwege für sehr kleine Fallhöhen erarbeitet und in Wasserkraftanlage integriert werden und die Feinstsedimentablagerung in Stauräumen durch eine gleichmäßige Durchströmung des Stauraumes reduziert wird; (2) Erarbeitung eines vereinheitlichten Genehmigungsverfahrens; (3) Verbesserung der Geometrie und der Leistungsfähigkeit / der ökologischen Eigenschaften der WDM; es werden flexible, fisch- und sedimentfreundliche Schaufeln entwickelt, die Hochwasserverträglichkeit wird optimiert; (4) Erarbeitung von Standardlösungen für den Bau der WDM auf Basis der optimierten Geometrien; (5) Verifizierung der Entwicklungen im Vollmaßstab an bestehenden Anlagen (Lohr mit 5 kW, Iskar mit 10 kW).
Das Projekt "Teilprojekt Forschungsverbund Berlin e.V" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Die technisch neuartige Wasserdruckmaschine (WDM) erlaubt, Wasserkraft bereits bei 0,7-2,0 m Fallhöhe wirtschaftlich und aufgrund sehr geringer Rotationsgeschwindigkeiten, großer Schaufelabstände und fehlender Druckunterschiede auch ökologisch verträglich zu nutzen. Aber weder technisches, noch ökologisches Entwicklungs- und Optimierungspotential sind hinreichend untersucht. Projektziel ist es, die WDM ökologisch zu optimieren und potentielle Umweltwirkungen weitgehend zu neutralisieren, um ein ökologisch verträgliches, wirtschaftliches System zur Wasserkraftnutzung bei kleiner als 2 m Fallhöhe und bis 50 kW Leistung zu entwickeln. 1) Recherche und Meta-Analyse der relevanten Literatur; 2) Schaufeloptimierungen am Modell und Test der Fischverträglichkeit, Versuchsanlage Hochschule Darmstadt; 3) praxisgerechte Experimentalserien zur verletzungsfreien Fischpassierbarkeit bei verschiedenen Betriebszuständen und Abflüssen mit individuell markierten Fischen unterschiedlicher Arten und Längenklassen an vorhandenen Prototypen; 4) Aufnahme und Bewertung potentieller Fischverluste; 5) Entwicklung, Anpassung von Fischauf- und abstiegsanlagen für kleine Fallhöhen; 6) adaptive ökologische Optimierung der Prototypen (Modifikation und erneute Evaluierung) sowie Ableitung allgemeiner Betriebsempfehlungen zur Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit an WDM.
Das Projekt "Teilvorhaben: Photogrammetrisches Monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro für Bauwerkserhaltung Weimar GmbH durchgeführt. Um die Ausbauziele im Bereich der erneuerbaren Energien zu erreichen, müssen auch Onshore-Windenergieanlagen (WEA) immer leistungsstärker werden. Sowohl wegen der höheren Anlagenklassen als auch durch den Mangel an geeigneten Standorten bedarf es höherer Türme, da die Windgeschwindigkeit mit Höhe der Nabe zunimmt. Als eine sehr gut geeignete Ausführungslösung haben sich hierfür sogenannte Hybridtürme in Segmentbauweise am Markt etabliert, die im unteren Teil aus Beton und im oberen Teil aus Stahl bestehen. Damit werden inzwischen Nabenhöhen von 150 m und mehr erreicht. Bei weiter steigenden Turmhöhen wächst jedoch das Risiko für Instabilitäten bzw. für Schäden in der Struktur. Außerdem sind die Bemessungsmodelle sowohl für die Fugen als auch für die Gründungen dieser Turmstrukturen bisher ungenügend entwickelt. Gegenstand des beantragten Forschungsvorhabens sind daher großformatige Versuche, an denen sowohl Bemessungsmodelle abgeleitet als auch Monitoringkonzepte erprobt werden können.
Das Projekt "HYWEA - Entwicklung eines Hybridturms für Windenergieanlagen aus Stahlbeton-Fertigteilen, Stahlfachwerk und aufgesetztem Stahlrohrturm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen, Fachbereich Bauwesen durchgeführt. Die Windkraft besitzt das größte Potential zum Ausbau der Stromerzeugung durch regenerative Energieformen in Deutschland. Durch das begrenzte Flächenangebot und um immer leistungsfähigere sowie wirtschaftlichere Windenergieanlagen betreiben zu können, sind im Binnenland wie in Hessen Turmhöhen über 100 m erforderlich, die nicht als reine Stahlrohrtürme realisiert werden können. Daher werden vermehrt Hybridtürme aus Stahlbeton-Fertigteilen und aufgesetztem Stahlrohrturm hergestellt. Das Ziel des Vorhabens HYWEA ist die marktreife Entwicklung eines völlig neuen Konstruktionsprinzips für einen Hybridturm, durch den eine wirtschaftlichere Herstellung und Montage im Vergleich zu anderen am Markt verfügbaren Systemen möglich wird. Im Rahmen des Projekts werden alle erforderlichen Nachweise für das neu entwickelte Konstruktionsprinzip geführt sowie Werk- und Montagepläne für Herstellung und Aufbau des Turms entwickelt.
Das Projekt "Weiterentwicklung ausgewählter methodischer Grundlagen der Schornsteinhöhenbestimmung und der Ausbreitungsrechnung nach TA Luft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Janicke Gesellschaft für Umweltphysik durchgeführt. In der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) stehen die methodischen Grundlagen der Schornsteinhöhenbestimmung nach Nr. 5.5.3 TA Luft in Konflikt mit dem fortgeschrittenen Stand der Ausbreitungsrechnung des Anhangs 3 zu Nr. 4.6.4. Dies hat den Grund, dass bei der Revision der TA Luft im Jahre 2002 die Ausbreitungsrechnung, nicht aber die Schornsteinhöhenberechnung auf eine neue Grundlage gestellt wurde. Außerdem müssen einige Einzelregelungen der Ausbreitungsrechnung der TA Luft bereits wieder an den fortgeschrittenen Stand der Modellierungstechnik angepasst werden. Dies betrifft in Anhang 3 die Depositionsmodellierung (Kapitel 3 und 4), die Quellhöhenbestimmung (Kapitel 6) und die meteorologischen Daten (Kapitel 8). In Kapitel 10 des Anhangs 3 der TA Luft fehlt eine Empfehlung zur Berücksichtigung der Bebauung bei Schornsteinbauhöhen unterhalb der 1,2-fachen Gebäudehöhe. Die genannten Unstimmigkeiten zwischen Nr. 5.5 und Anhang 3 sowie innerhalb des Anhangs 3 führen im Vollzug der TA Luft zu Problemen. Ziel des Vorhabens ist es, eine konsistente methodische Grundlage für die genannten Regelungen zu entwickeln und die Mindestabstände des Anhangs 1 entsprechend zu aktualisieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Realisierung einer vollautomatischen Flugwindkraft-Pilotanlage SkyPower 100 mit einer Nennleistung von 100 kW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SkySails GmbH & Co. KG durchgeführt. Während konventionelle Windenergieanlagen durch die zu realisierenden Turmhöhen beschränkt sind, kann die Kite-Höhenwindtechnologie die in höheren Luftschichten größeren Windgeschwindigkeiten als regenerative Energiequelle nutzbar machen. Ein signifikant höherer Ertrag verbunden mit einer deutlichen Einsparung an Material führt zu niedrigen Stromgestehungskosten. Des Weiteren kann mittels dieser Technologie die Windenergienutzung auf Offshore-Gebiete mit großen Wassertiefen und auf Grund der sicheren Verstaubarkeit des Systems auf Hurrikan-Gebiete ausgeweitet werden. Mit diesem Teilvorhaben soll erstmals eine Forschungsanlage zur Höhenwindnutzung im vollautomatischen Dauerbetrieb realisiert werden. Das Vorhaben umfasst neben den technologischen Entwicklungen eine umfassende Erprobungsphase zur Überprüfung der Konzepte und Materialien sowie vor allem zur Validierung der Energieerzeugung und Abschätzung zukünftiger Stromgestehungskosten.
Das Projekt "Entwicklung Ketten- und Seilkonstruktionen sowie Mast- und Fundamentdesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SAG GmbH durchgeführt. In dem F&E-Vorhaben sollen die Grundlagen für 'Raumoptimierte Freileitungen' erforscht sowie eine Versuchsanlage realisiert werden, die anschließend hinsichtlich ihrer technischen Machbarkeit untersucht wird. Die Idee der neuartigen 380-kV-Freileitungsbauweise besteht darin, diese so kompakt wie möglich zu gestalten, um den 'Landschaftsverbrauch' so gering wie möglich zu halten. Mit der Zielstellung die Höhe der Freileitungsmaste sowie die Trassenbreite deutlich zu reduzieren, ist es in diesem F&E-Projekt daher geplant, innovative Freileitungssysteme zu entwickeln, die zum einen aus innovativen Kettenkonstruktionen und Seilsystemen bestehen, die den Durchhang der Leiterseile erheblich verringern werden sowie zum anderen raumoptimierte Strommasten beinhalten, die sowohl in der Höhe als auch in der Trassenbreite deutlich kleiner sein werden, als es heute dem Stand der Technik bei 380 kV-Übertragungsnetzen entspricht. Die in der Vorhabenbeschreibung enthaltenen Arbeitspakete werden gemäß beiliegendem Zeitplan, d. Personal- und Arbeitsplan entsprechend des zeitlichen Ablaufs mit Hilfe des zur Verfügung stehen. Rechenprogrammentwicklung für Girlandenaufhängungen; Seil-, Mast- und Fundamentstatik für Trag- und Abspannmaste; Sondererdseilentwicklung; Girlandenseilpositionsmeßgerätentwicklung; Technische Projektleitung und Koordination der FuE-Partner (Konzeptentwicklung, Universitäten, Komponentenhersteller , Montageunternehmen, Leitungsbetreiber); Erstellung von Anforderungsprofilen.
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