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Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)

Das Projekt "Biogas-fired Combined Hybrid Heat and Power Plant (Bio-HyPP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) durchgeführt. To reach the goals of improving the efficiency of CHP systems while simultaneously widening the biomass feedstock base as well as increasing operational flexibility, the project aims to develop a full scale technology demonstrator of a hybrid power plant using biogas as main fuel in lab environment. A combined hybrid heat and power plant combines a micro gas turbine (MGT) and a solid oxide fuel cell (SOFC). The focus of the technology demonstration plant is to prove the functional capability of the plant concept, followed by detailed characterization and optimization of the integration of both subsystems. The main objective is to move the technology beyond the state of the art to TRL 4. Electrical efficiencies of more than 60% and total thermal efficiencies of more than 90% are intended to reach at base load conditions. An operational flexibility ranging from 25% to 100% electric power should be achieved. The emission levels should not exceed 10 ppm NOx and 20 ppm CO (at 15% vol. residual oxygen). The system should allow the use of biogas with methane contents varying from 40-75%, thus covering the biogas qualities from the fermentation of the entire biomass feedstock range. To achieve the objectives the subsystems MGT and SOFC including their subcomponents have to be adjusted and optimized by a multidisciplinary design approach using numerical and experimental measures to ensure a proper balance of plant. In addition an integrated control system has to be developed and implemented to achieve a reliable operation of the coupled subsystems. A detailed analysis of different European markets, economic and technical constraints in terms of biogas production potentials will clarify the regional suitable sizes and attractive performance conditions of the power plant system. To identify cost reduction potentials a thermo-economic analysis will be performed. Here, an internal rate of return (IRR) of the system of higher than 15% should be achieved over a 20 years.

HTW

Das Projekt "HTW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Fachbereich 01, Studiengang Umwelttechnik , Regenerative Energien durchgeführt. Bisher sind am EUREF Campus einige Erzeugungsanlagen (darunter kleine WKA, Solaranlagen, Stirling BHKW) installiert. Das Ziel des Vorhabens ist es, die installierte Leistung erneuerbarer Erzeuger so zu steigern, dass Sie bedarfsgerecht und effizient zur Eigenbedarfsdeckung beiträgt. Dazu gehört nicht nur der Strombedarf der Gebäude auf dem Campus, sondern auch die Einbindung der elektrischen Fahrzeugflotte in das Last- bzw. Energiemanagement. Die zukünftige Lösung sieht eine intelligente Regelung vor, welche die Erzeuger mit ihrem z.T. fluktuierenden Einspeiseverhalten mit den Verbrauchern so kombiniert, dass die Energieüberschüsse minimiert werden und eine Unterdeckung des Strombedarfs weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Die intelligente Anwendung von Energiespeichern, sowohl fest installiert als auch durch bidirektionale Anbindung von Elektrofahrzeugen (Vehicle to Grid), spielt bei der Realisierung eine zentrale Rolle. Im ersten Schritt wird eine messdatengestützte Simulation der Last- bzw. Erzeugungsflüsse durchgeführt, die die Grundlage für die Dimensionierung der zukünftigen Erzeuger und Energiespeicher darstellt. Auf Basis der Ergebnisse kann die Realisierung der Anlagen vorgenommen werden. Um die Funktionalität nachzuweisen und die Regelungsstrategien zu optimieren, muss anschließend ein umfassendes Energiemonitoring vorgenommen werden. Dadurch kann die Erreichung der festgelegten Ziele überprüft, sowie die getroffenen Simulationsannahmen validiert werden.

IFO: Grundlagen des Schallschutzes (E-1995/12)

Das Projekt "IFO: Grundlagen des Schallschutzes (E-1995/12)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Gesellschaft für Holzforschung durchgeführt. Diese 32-seitige Informationsschrift aus der Reihe Informationsdienst Holz soll dem Planer (Architekt), Konstrukteur (Ingenieur) und Ausführenden (Holzbauer oder vergleichbarer Betrieb) bei der Lösung von Fragen Hilfestellung leisten, die im Zusammenhang mit den schallschutztechnischen Anforderungen, bei der entsprechenden Bemessung und ihrer Ausführung auftreten. Die Aussagen beziehen sich auf Gebäude und Nutzungsarten, die für die Anwendung der Holzbauart typisch sind, d.h. vor allem auf Wohngebäude, dabei durchaus auch auf mehrgeschossige Mehrfamilienhäuser, aber auch auf Bürobauten und öffentliche Gebäude, wie Schulen und Kindergärten. 1. Vorbemerkungen zur Schrift, 2. Begriffe, 3. Anforderungen und Empfehlungen nach DIN 4109, 4. Konstruktive Einflüsse auf die Schalldämmung von Holzbauteilen, 5. Außenbauteile, 6. Trennwände (Innenwände), 7. Decken in Holzhäusern, 8. Sonstiges, Literaturverzeichnis.

BAMP: Bauen mit Papier

Das Projekt "BAMP: Bauen mit Papier" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Der vom LOEWE-Programm des Landes Hessen geförderte Schwerpunkt soll langfristig dazu beitragen, die Vorteile des Werkstoffes Papier für das Bauwesen systematisch zu erschließen und Voraussetzungen für ein neues Wirtschaftsfeld mit einem international sichtbaren Schwerpunkt in Hessen zu etablieren und an den beteiligten Universitäten und Hochschulen langfristig zu verankern. Papier als Baumaterial: Natürliche Materialien wie Holz oder Papier werden seit Jahrtausenden im Bauwesen eingesetzt und spielen auch im modernen Hochbau und Innenausbau eine wesentliche Rolle. Beispiele reichen hier von Schichtholzplatten über Gipsfaserplatten bis hin zu Laminaten. Die verfügbaren Produkte basieren im Wesentlichen auf Erfahrungen der Hersteller. Dabei bietet gerade Papier ein hervorragendes Potential für biobasierte Anwendungen im Baubereich. Es ist kostengünstig herstellbar, besteht überwiegend aus nachwachsendem Rohstoff, bietet bezogen auf das Eigengewicht sehr gute Festigkeitseigenschaften, kann als flächiges Material aber auch mit hoher Porosität bzw. sogar als Schaum produziert werden und ist verhältnismäßig einfach chemisch zu funktionalisieren. Zielsetzung: Ziel des beantragten Schwerpunktes ist es, wissenschaftliche und technische Grundlagen für die Nutzung von Papier in Bauanwendungen zu schaffen und neue Lösungsansätze zu entwickeln. Dazu sind die Materialeigenschaften von Papier auf die neuen Anforderungen hin anzupassen und weiter zu entwickeln (z. B. hohe Festigkeit, Wasserbeständigkeit), die Möglichkeiten zu einer individualisierbaren Formgebung mit Papiermaterialien sind zu erforschen (z. B. die Verarbeitung in Tiefziehprozessen) und Gestaltungsansätze für die Bauteil- und Bauwerksgestaltung sowie die Dimensionierung und Auslegung sind zu erarbeiten. Modellhaft sollen die Fertigung von Stab- und Flächenelementen auf Papierbasis entwickelt werden, was mit Hilfe von wissenschaftlich abgesicherten Methoden die Gestaltung neuer Bauwerke aus Papier werkstoff-, herstellungs- und nutzungsgerecht ermöglichen soll. Temporäre Bauwerke: Der Fokus des Schwerpunktes liegt dabei auf Bauwerken für temporäre Nutzung (so genannte 'fliegende Bauten'), die entsprechend der baurechtlichen Forderungen gegebenenfalls mit geringeren technischen Anforderungen versehen sind. Technologien und Systeme zur Herstellung solcher Bauwerke für Nutzungen, wie z. B. Übergangsbauten für gewerbliche Zwecke oder Schulen, Notunterkünfte oder einmalige Großveranstaltungen sowie für so genannte 'Microhomes' oder im Messebau, wurden bisher in Deutschland nur wenig entwickelt. Sie stellen aber ein größeres Potential dar, sowohl für Material, Konstruktion als auch den optimierten Einsatz von Ressourcen und Finanzmitteln, da gerade bei temporär genutzten Bauwerken die Verwendung nachhaltiger Materialien und effizienter Prozesse eine große Rolle spielt.

OTH.R

Das Projekt "OTH.R" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Fakultät Bauingenieurwesen, Labor für Geotechnik durchgeführt. Für die unterirdische Verlegung der Energiesysteme soll auf Basis der grundlegenden Erkenntnisse aus dem Förderprojekt. Kompakte Systeme für HGÜ AnwendungenM (DCCoS) eine Gleichstromübertragungstechnik für hohe Leistungen entwickelt werden. Im Teilvorhaben 'Erfassung und Modellierung der Wechselwirkung DCCTL/Boden' werden die mechanischen Beanspruchungen der thermisch belasteten DCCTL-Rohre im Boden in Abhängigkeit von den Rohr-Bettungsmaterialien, insbesondere Flüssigboden, ermittelt. Dazu werden umfangreiche mechanische und thermische Untersuchungen an Bettungsmaterialien durchgeführt, um geeignete Materialien und Rezepturen für die Erdverlegung der DCCTL zu ermitteln. Die Untersuchungen konzentrieren sich im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes sowie aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes auf die beim Trassenbau ausgehobenen Böden, die direkt auf der Baustelle aufbereitet und für die Verfüllung des DCCTL-Rohrgrabens/-trasse wiederverwendet werden, wie dies z.B. bei Flüssigbodenverfahren erfolgt. Zunächst werden für ausgewählten Bodenarten Grundrezepte eines thermisch stabilisierten Flüssigbodens ermittelt, mit dem die gewünschten Eigenschaften an die Flüssigboden-Bettung der DC CTL-Rohre erzielt werden. Diese Flüssigböden werden in umfangreichen klein- und großmaßstäblichen Laborversuchen hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit, Durchlässigkeit, etc. und anschließend auf ihre Scher- und Haftfestigkeiten an der Kontaktfläche Rohr/ Boden untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf das Verhalten der Flüssigboden unter Aufwärmung am DCCTL gelegt wird. Aus den Versuchsergebnissen wird das Stoffverhalten abgeleitet und in Rechenprogramme implementiert, so dass eine erdstatische Bemessung der DCCTL möglich wird. Ergänzend werden Empfehlungen für baubegleitende Prüfungen und Kontrollen erarbeitet.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Fakultät Elektronik und Informatik - Elektronik , Erneuerbare Energien durchgeführt. Aufgrund der zunehmenden Integration an erneuerbaren Energien kommt es immer häufiger zu Leitungsüberlastungen im Verteilnetz und insbesondere im 110 kV-Netz. Im Projekt NEOS wird - neben der wirtschaftlichen, regulatorischen und kommunikationswissenschaftlichen Begleitforschung - die technische Machbarkeit von Speichertechnologien zur Netzentlastung unter Berücksichtigung des (n-1)- Sicherheitskriteriums als Alternative zum konventionellen Netzausbau am Beispiel Netzverstärkung Ostalbkreis untersucht. Dafür wird das Modell einer Großspeicheranlage entwickelt und in einer Simulationsumgebung für das reale 110 kV-Netz im Ostalbkreis implementiert. Anschließend werden Optimierungsalgorithmen zur Dimensionierung, Positionierung sowie dem Betrieb der Speicher entwickelt. Anhand von zeitreihenbasierten Lastflussberechnungen kann somit der Beitrag von Speichertechnologien zur Netzentlastung zunächst technisch ausgewertet werden. In einem nächsten Schritt wird der Einsatz von Speichertechnologien im untergelagerten Mittelspannungsnetz untersucht und mögliche Synergieeffekte zwischen Hochspannungs- und Mittelspannungsnetz daraus abgeleitet. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Einsätze von Speichertechnologien in einem weiteren Schritt überprüft. Abschließend wird eine Planungsgrundlage für den Speichereinsatz zur Netzentlastung entwickelt sowie die Anforderungen für einen wirtschaftlichen Betrieb mittels Sensitivitätsanalyse untersucht. Das Projekt wird während der gesamten Laufzeit kommunikationswissenschaftlich begleitet. Maßgebliches Instrument in diesem Zusammenhang sind zwei heterogene Kommunikationsgruppen, die zu den technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen (Zwischen-) Ergebnissen Feedback geben und Multiplikatorenfunktion übernehmen.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik durchgeführt. Aufgrund der zunehmenden Integration an erneuerbaren Energien kommt es immer häufiger zu Leitungsüberlastungen im Verteilnetz und insbesondere im 110 kV-Netz. Im Projekt NEOS wird - neben der wirtschaftlichen, regulatorischen und kommunikationswissenschaftlichen Begleitforschung - die technische Machbarkeit von Speichertechnologien zur Netzentlastung unter Berücksichtigung des (n-1)- Sicherheitskriteriums als Alternative zum konventionellen Netzausbau am Beispiel Netzverstärkung Ostalbkreis untersucht. Dafür wird das Modell einer Großspeicheranlage entwickelt und in einer Simulationsumgebung für das reale 110 kV-Netz im Ostalbkreis implementiert. Anschließend werden Optimierungsalgorithmen zur Dimensionierung, Positionierung sowie dem Betrieb der Speicher entwickelt. Anhand von zeitreihenbasierten Lastflussberechnungen kann somit der Beitrag von Speichertechnologien zur Netzentlastung zunächst technisch ausgewertet werden. In einem nächsten Schritt wird der Einsatz von Speichertechnologien im untergelagerten Mittelspannungsnetz untersucht und mögliche Synergieeffekte zwischen Hochspannungs- und Mittelspannungsnetz daraus abgeleitet. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Einsätze von Speichertechnologien in einem weiteren Schritt überprüft. Abschließend wird eine Planungsgrundlage für den Speichereinsatz zur Netzentlastung entwickelt sowie die Anforderungen für einen wirtschaftlichen Betrieb mittels Sensitivitätsanalyse untersucht. Das Projekt wird während der gesamten Laufzeit kommunikationswissenschaftlich begleitet. Maßgebliches Instrument in diesem Zusammenhang sind zwei heterogene Kommunikationsgruppen, die zu den technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen (Zwischen-) Ergebnissen Feedback geben und Multiplikatorenfunktion übernehmen.

ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben

Das Projekt "ArTTA-10mL: Ein Instrument für die 39Ar-Datierung von kleinen Eis- und Wasserproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.

Teilprojekt: ISAH

Das Projekt "Teilprojekt: ISAH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. In Rahmen des RESERVES-Projektes sollen zwei derzeit ungenutzte Stoffströme, Abfälle des größten Gemüse und Blumenmarktes in Indien und eines Schlachthofes, für die Produktion von Biogas genutzt werden. Dabei soll eine neue, nachhaltige Wertschöpfungskette geschaffen und die Umwelt entlastet werden. Durch Einsatz innovativer Aggregate zum Substrataufschluß und der Gärrestbehandlung kann die stoffliche Nutzung hygienisch und mit hoher Ausbeute erreicht werden. Es werden Untersuchungen zum biologischen Methanbildungspotential (BMP) der Substrate im Labormaßstab in Indien durchgeführt (CLRI). Das dazu notwendige, standardisierte Versuchsprotokoll wird mit Hilfe des ISAH am CLRI etabliert. CLRI wird Daten über die Stoffströme vor Ort erheben und gemeinsam mit ISAH aus- und bewerten. Ausgehend von den Laboruntersuchungen wird die Pilotanlage dimensioniert und von der Firma Lehmann UMT GmbH übernommen. Mit Hilfe des indischen Industriepartners Ramky inf. Ltd wird die Pilotanlage aufgebaut und betrieben. Lehmann UMT wird dabei eine technische Neuentwicklung zur Bioextrusion, die Gegenstand der Untersuchung ist, einsetzen. Als Ergebnis des Projektes werden Energie-, Stoffstrom- und CO2-Bilanzen erstellt, die als Entscheidungsgrundlage für potentielle Investoren dienen sollen. Das Projekt wird Modellcharakter für Entwicklungsländer aufweisen, da erstmals divergente Stoffströme kombiniert und sowohl unter hygienischen als auch energetischen Gesichtspunkten untersucht werden.

Towards pollen accumulation rates as a measure of plant abundance a case study in NE-Germany

Das Projekt "Towards pollen accumulation rates as a measure of plant abundance a case study in NE-Germany" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung für Palynologie und Klimadynamik durchgeführt. The aim of my study is to calibrate PAR from small lakes against tree biomass, which can be used to achieve quantitative estimates of biomass in the past. Furthermore, the relation between pollen percentages and plant abundance will also be investigated. As study area, the state Brandenburg was chosen, because it has a large number of lakes and is covered by different plant communities, like conifer forest, mixed forest, deciduous forest and open land. These are situated on a range of soil types in a terrain with little altitudinal differences. Lakes in different types of landscape were selected. They were of almost uniform size, mostly ranging from 100-300 m in diameter and without inflow and outflow. Deeper lakes in proportion to the lake size were preferred, to avoid lakes with a high pollen redeposition. In order to have an effective fieldwork and to get the broadest possible data spectrum for modeling, the relevant pollen source area of pollen (Sugita, 1994) was estimated, based on the map CORINE. The calculation shows that the pollen source area is approximately 5-6 km. However, we also sampled lakes which are situated closer together, especially when the landscape structure was very heterogenic at the small scale. From the surface samples of 50 lakes, the pollen percentages of different taxa will be compared with the information from the forest inventory data for different distances around the lakes to evaluate theoretical considerations of pollen source area. These data are available at the data base Datenspeicher Wald, which contains information about cover, age and biomass for the different tree species. This information was collected during the time of the German Democratic Republic (DDR) and is in the most continued. Concurrently, 15 of the short cores are selected for dating by 210Pb. PAR will be calculated based on the sedimentation rates obtained for these cores, so that PAR can be compared to tree biomass for different time slices over the past 50 years.

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