Das Projekt "Teilvorhaben: Modul- und Zelltests, Analytik und Modellierung zum Degradationsverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Grundlagen der Elektrochemie durchgeführt. Das Projekt DERIEL hat das Ziel das Betriebs- und Degradationsverhalten von PEM Elektrolyseuren zu untersuchen, Strategien für eine Prozessführung zur Optimierung der Performance und zur Minimierung Degradationseffekte zu entwickeln und auf diese Weise einen Beitrag zum De-risking für einen Transfer dieser Technologie in das industrielle Umfeld zu leisten. Ein Hauptziel von DERIEL ist der Aufbau und Betrieb eines Erlkönig Einzelmodulteststandes auf Basis der Siemens Energy Silyzer® 300 Technologie. Technische Kenngrößen und deren Veränderung im Zuge der Degradation werden mit elektrochemischen und physikalischen Vorgängen korreliert. Zur Identifikation der physikalischen Vorgänge an den für die elektrochemischen Vorgänge zentralen Komponenten (MEA) werden insbesondere auch high-end in-situ TEM Untersuchungen eingesetzt. Auf diesen Grundlagen wird ein semiquantitatives Modell formuliert, das die Basis für Simulationen zu Betriebsverhalten und Degradation in einem digital twin für zukünftige Anwendungen bildet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Sensortechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PolyTech Wind Power Technology Germany GmbH durchgeführt. Viele Windparks werden in erheblichem Maße im sog. Power-Tracking-Modus betrieben, um Vorgaben von Netzbetreibern zu erfüllen. Aktuell erfolgt dieser Betrieb in suboptimaler Weise, da Umgebungsbedingungen und Zustand der Windenergieanlagen (z.B. mechanische Belastung) wenig oder gar nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen dieses Projekts sollen bestehende Freiheitsgrade im Power-Tracking-Modus durch eine optimierte Betriebsführung besser genutzt werden. Da die Windbedingungen in einem großen Windpark räumlich stark variieren können, bietet sich zudem eine Verteilung der Leistungssollwerte unter Berücksichtigung der Windströmungsbedingungen im Windpark an. Dieses Teilprojekt liefert neue Sollwerte für neue Windenergieanlagen- und Windparkregelungstechniken. Dies wird durch den Einsatz von faseroptischen Rotorblattsensoren und die Ableitung von Eigenschaften der Windenergieanlagen im Windpark erreicht.
Das Projekt "Teilprojekt: Verhalten von Aerosolen innerhalb von Luftverteilungssystemen in Räumen bzw. Gebäuden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Bauklimatik durchgeführt. Das Problem der Virenverteilung durch Belüftung betrifft fast alle Gebäude mit mechanischen Lüftungsanlagen, sowohl Wohn- als auch Gewerbegebäude, öffentliche Gebäude, Schulen und Pflegeheime. Das Problem ist in der Form bislang nicht im Blick der Wissenschaft gewesen. Bislang hat man zwar in vielfältiger Weise auf den Schutz der Gebäudenutzer geachtet, aber nicht auf eine erhöhte Infektionsgefahr verursacht durch den Betrieb von Umluftsystemen. Das ist ein bislang unbekannter aber entscheidender Risikofaktor. Das Ziel des Projektvorhabens ist die Entwicklung von innovativen Lösungen, die nicht nur im Pandemiegeschehen helfen, den störungsfreien Betrieb unserer Gebäude zu sichern, bzw. Nutzungsstrategien gegebenenfalls anzupassen um schnellstmöglich zur störungsfreien Nutzung zurück zu finden, ohne den wirtschaftlichen Betrieb unserer Gebäude zu gefährden. Aufgrund der aktuellen Pandemiesituation beschäftigt sich das Forschungsprojekt mit dem Thema der Krankheitsübertragung. Da eine Ansteckung mit COVID-19 nachweislich vorwiegend über Aerosole in Räumen stattfindet, wird im Forschungsprojekt - durch das Institut für Bauklimatik der Technischen Universität Dresden - das Verhalten von Aerosolen innerhalb von Luftverteilungssystemen in Räumen bzw. Gebäuden untersucht. Ziel ist es durch eine möglichst realitätsnahe Abbildung des Aerosolverhaltens mit Hilfe von Gebäudesimulationstechnologie, Lüftungs- und. Filtersysteme zu überprüfen sowie Verhaltensregeln zu entwickeln, welche das Ansteckungsrisiko in signifikanter Weise vermindern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Funktionsfähigkeitsuntersuchungen von Schmierstoffen mit Schwerpunkt Additivierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie durchgeführt. Windenergieanlagen werden für eine Lebensdauer/Betriebsdauer von 20 Jahren ausgelegt. Die Maschinenelemente in dem Antriebsstrang der Windenergieanlage werden dementsprechend auf diese Lebensdauer ausgelegt. Ein Nachweis dieser Lebensdauer erfolgt üblicherweise über standardisierte Normen und Richtlinien. Für den im Antriebsstrang -vornehmlich im Getriebe- eingesetzten Schmierstoff wird jedoch eine wesentlich geringere Gebrauchsdauer aus einer konservativen Einschätzung der Ölhersteller angesetzt, die alle Einsatzverhältnisse abdecken soll. Dies führt dazu, dass ein mehrfacher Austausch des Getriebeöls auf der Turbine erfolgen muss. Hierbei fallen jeweils große Mengen Altöl an, die entsorgt werden müssen und es werden wertvolle Rohstoffe für die Neufüllung benötigt. Die Kosten für diese Instandhaltungsmaßnahmen sind erheblich und belasten die Gesamtlebensdauerkosten der Anlagen und damit die Kosten der erzeugten Energie (LCoE), wie intensive Diskussionen im Arbeitskreis Innovation des VDMA ergeben haben. Vereinzelte Projekte von Wind OEM' s und Betreibern zeigen, dass an 'guten' Standorten deutlich längere Einsatzdauern ohne negative Auswirkungen erreicht werden können. Dieses 'GUT' ist aber nicht verallgemeinert festgelegt. Nimmt man hinzu, dass über eine qualifizierte Ölpflege die Eigenschaften des Schmierstoffs in der Gebrauchsdauer verbessert werden können, so stellt sich die Frage: Ist es möglich das Getriebe über die gesamte Lebensdauer der Windenergieanlage mit derselben Ölfüllung zu betrieben? Falls dies prinzipiell möglich ist, muss das Öl während des Betriebes in einer Weise behandelt werden, die einen fortgesetzten Einsatz ermöglicht und somit den Ölwechsel überflüssig macht?
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration und -bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Standort Bremen durchgeführt. Im Verbundvorhaben 'Seismo-Acoustic Synthetic Aperture Cable Detection' wird das Fraunhofer IWES zusammen mit Universität Bremen, Patzold Köbke Engineers GmbH (PKE) und der TenneT Offshore GmbH ein neuartiges Messsystem zur Lokalisierung von Offshore-Kabeln in marinen Sedimenten entwickeln. Die Kabellokalisierung ist für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb von Offshore-Windparks essentiell, allerdings weisen derzeit am Markt verfügbare Systeme Defizite hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit und damit Kosteneffizienz auf. Der zukünftige wirtschaftliche Betrieb von Offshore-Windparks soll durch die Entwicklung einer neuartigen zuverlässigen, flächenhaften und kosteneffizienten Kabelvermessungsmethode gestärkt werden. Im Teilprojekt 'Systemintegration und -bewertung' wird das Fraunhofer IWES die Lokalisierung des Messsystems unter Wasser durch die integrierte Auswertung von Positionierungsdaten eines USBL- sowie eines INS-Systems verfolgen. Die hochgenaue Positionierung der seismischen Messapparatur ist essentiell für die erfolgreiche Datenbearbeitung und die folgende Kabellokalisierung. Das Fraunhofer IWES betreibt anschließend die Softwareumsetzung für eine Echtzeitauswertung der seismischen Daten, aufbauend auf den mit der Universität Bremen zusammen entwickelten Auswertealgorithmen. Die Echtzeitauswertung wird dabei die seismischen Daten mit den Positionierungsinformationen zusammenführen und das seismische Beamforming mit synthetischer Apertur durchführen. Anschließend wird eine Anwendungsanalyse erstellt, basierend auf den im Projekt durchgeführten Seetests um das Potential eines industriellen Einsatzes des neuartigen Kabelvermessungssystems zu evaluieren.
Das Projekt "Reduzierung von Schadstoffwirkungen bei Bau und Betrieb von Offshore-Windenergieanlagen, Umspann- und Konverterplattformen und Seekabeln (RESOW)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stichting Deltares durchgeführt. Offshore-Windenergieanlagen, Umspannplattformen und Konverterplattformen müssen in einer Weise konstruiert werden, dass weder bei der Errichtung noch bei dem Betrieb nach dem Stand der Technik vermeidbare Emissionen von Schadstoffen in der Meeresumwelt auftreten. Insbesondere für den Betrieb der Anlagen wird eine 'Nulleinleitung' angestrebt. Dennoch ist davon auszugehen, dass es beim Bau und Betrieb von Offshore-Windenergieanlagen, Umspannplattformen und Konverterplattformen zu stofflichen Emissionen in den Wasserkörper und in die Luft kommt. Im F+E-Vorhaben sollten die Auswirkungen der Emissionen von Offshore-Windenergieanlagen, Umspannplattformen und Konverterplattformen in die Meeresumwelt und die Luft möglichst umfassend dargestellt werden. Dies umfasst die Beschreibung der üblichen Praxis (welche Stoffe werden üblicherweise in den genannten Anlagen angewandt, z.B. als Antifouling) und Einschätzungen darüber in welcher Menge die eingesetzten Stoffe in die Meeresumwelt gelangen. Im Anschluss an diese Betrachtungen soll im Vorhaben untersucht werden, wie die Emissionen durch die Verwendung der jeweils besten verfügbaren Technologie verringert werden könnten bzw. vermieden werden könnten und warum dies ggf. nicht umgesetzt wird. Darüber hinaus sollte im Vorhaben untersucht werden, welche Stoffe im Falle einer Havarie in die Meeresumwelt gelangen können und wie dem begegnet werden könnte (Gefahrenvorsorge und Gefahrenabwehr).
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung generischer IKT-Werkzeuge für Planung und Betrieb elektrischer Netze mit Methoden des aktiven Netzmanagements" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, E.ON Energy Research Center, Institute for Automation of Complex Power Systems durchgeführt. Aufgrund von weitreichenden Veränderungen im Energiesektor durch den zunehmenden Anteil der erneuerbaren und dezentralen Erzeugung in Verteilnetzen entsteht ein Bedarf an Werkzeugen zur Unterstützung der einfachen Integration erneuerbarer und dezentraler Energieressourcen. Dem 'Active Network Management' (Aktives Netzmanagement, ANM), welches dynamische Erzeugungs- und Lastprozesse im Verteilnetz koordiniert regelt, kommt immer größere Bedeutung zu. Flexibel einsetzbare Werkzeuge für Planung und Betrieb dieser modernen Verteilnetze im Sinne des Smart Grids werden benötigt, um eine sichere und energieeffiziente Energieversorgung zu gewährleisten. In ANM4L entwirft und entwickelt die RWTH eine interoperable und replizierbare IKT-Toolbox für Planung und Betrieb elektrischer Verteilnetze mit ANM-Methoden. Die Toolbox wird generischen Charakter haben und unterschiedliche existierende Planungstool integrieren. Durch den generischen Charakter wird die Replizierbarkeit und Übertragbarkeit gewährleistet. Die Ergebnisse werden in Feldtests verifiziert. Nach einer ersten Phase der funktionalen Spezifikation der Anforderungen, basierend auf der Identifikation der Bedarfe sowie deren Inhaber werden die daraus abgeleiteten Entwicklungen der RWTH angestoßen. Durch die RWTH wird insbesondere die Integration einer übergreifenden IKT Lösung für die ANM Planung und den Betrieb erarbeitet, welche in generischer Art und Weise existierende Werkzeuge berücksichtigt. In Feldtests in Schweden und Ungarn werden die Ergebnisse umgesetzt, bevor weitere Arbeiten der RWTH die Replikationsprozesse adressieren werden. Neben Aktivitäten im Rahmen der ERA-Net Knowledge Community wird die RWTH auch zur öffentlichen Dissemination über wissenschaftliche Publikationen beitragen.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RAITH TEC GmbH durchgeführt. Als Reaktion auf die Anfrage gärtnerischer Betriebe nach Alternativen zur chemischen Wachstumskontrolle, wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, welches das pflanzliche Wachstum durch die Ausbringung eines gezielten mechanischen Luftreizes auf natürliche Art und Weise hemmt. Ziel ist es nun, das neue Produktionsverfahren in die Praxis einzuführen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass gärtnerischen Betrieben ein Alternativverfahren zur pflanzlichen Wuchshemmung zur Verfügung steht, um das Qualitätskriterium eines stabilen und kompakten Pflanzenwachstums, trotz des Verzichts auf chemische Einsatzstoffe, weiterhin gewährleisten zu können. Im Rahmen eines Verbundprojekts zwischen der Universität Hohenheim und der LVG Heidelberg, sowie der Maschinenbaufirma RAITH TEC GmbH und der Firma KNECHT GmbH, soll der im Vorfeld bereits erprobte Prototyp bis zu einem marktreifen Endprodukt weiterentwickelt werden. Um das neue System auch für spezialisierte und infrastrukturell unterschiedlich-ausgelegte Betriebe attraktiv zu gestalten, soll seitens der Industrie auf den jeweiligen Betrieb angepasste Systemkonfiguration entwickelt und produziert werden. Nach erfolgreicher Entwicklung soll das marktreife System an der LVG Heidelberg für Erprobungs- und Demonstrationszwecke installiert werden. Strukturierte Versuchsreihen an unterschiedlichen Gemüse- und Zierpflanzen sollen dessen Wirkungsgrad darlegen. An der Universität Hohenheim soll die pflanzliche Wachstumsreaktion unter Abstufung der Luftreizfrequenz und Intensität unter kontrollierten Umweltbedingungen untersucht werden. Einzelne Arbeitspakete sollen von der Universität Hohenheim koordiniert werden. Hiermit soll ein maßgeblicher Beitrag zur Entwicklung und Einführung umweltfreundlicher Technologien geleistet werden, um in Zukunft eine ressourcenschonende und ökonomisch-wettbewerbsfähige Zierpflanzen- und Gemüsebauproduktion gewährleisten zu können.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliche Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau durchgeführt. Als Reaktion auf die Anfrage gärtnerischer Betriebe nach Alternativen zur chemischen Wachstumskontrolle, wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, welches das pflanzliche Wachstum durch die Ausbringung eines gezielten mechanischen Luftreizes auf natürliche Art und Weise hemmt. Ziel ist es nun, das neue Produktionsverfahren in die Praxis einzuführen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass gärtnerischen Betrieben ein Alternativverfahren zur pflanzlichen Wuchshemmung zur Verfügung steht, um das Qualitätskriterium eines stabilen und kompakten Pflanzenwachstums, trotz des Verzichts auf chemische Einsatzstoffe, weiterhin gewährleisten zu können. Im Rahmen eines Verbundprojekts zwischen der Universität Hohenheim und der LVG Heidelberg, sowie der Maschinenbaufirma RAITH TEC GmbH und der Firma KNECHT GmbH, soll der im Vorfeld bereits erprobte Prototyp bis zu einem marktreifen Endprodukt weiterentwickelt werden. Um das neue System auch für spezialisierte und infrastrukturell unterschiedlich ausgelegte Betriebe attraktiv zu gestalten, soll seitens der Industrie auf den jeweiligen Betrieb angepasste Systemkonfiguration entwickelt und produziert werden. Nach erfolgreicher Entwicklung soll das marktreife System an der LVG Heidelberg für Erprobungs- und Demonstrationszwecke installiert werden. Strukturierte Versuchsreihen an unterschiedlichen Gemüse- und Zierpflanzen sollen dessen Wirkungsgrad darlegen. An der Universität Hohenheim soll die pflanzliche Wachstumsreaktion unter Abstufung der Luftreizfrequenz und Intensität unter kontrollierten Umweltbedingungen untersucht werden. Einzelne Arbeitspakete sollen von der Universität Hohenheim koordiniert werden. Hiermit soll ein maßgeblicher Beitrag zur Entwicklung und Einführung umweltfreundlicher Technologien geleistet werden, um in Zukunft eine ressourcenschonende und ökonomisch-wettbewerbsfähige Zierpflanzen- und Gemüsebauproduktion gewährleisten zu können.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Fachgebiet Ertragsphysiologie der Sonderkulturen (340f) durchgeführt. Als Reaktion auf die Anfrage gärtnerischer Betriebe nach Alternativen zur chemischen Wachstumskontrolle, wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, welches das pflanzliche Wachstum durch die Ausbringung eines gezielten mechanischen Luftreizes auf natürliche Art und Weise hemmt. Ziel ist es nun, das neue Produktionsverfahren in die Praxis einzuführen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass gärtnerischen Betrieben ein Alternativverfahren zur pflanzlichen Wuchshemmung zur Verfügung steht, um das Qualitätskriterium eines stabilen und kompakten Pflanzenwachstums, trotz des Verzichts auf chemische Einsatzstoffe, weiterhin gewährleisten zu können. Im Rahmen eines Verbundprojekts zwischen der Universität Hohenheim und der LVG Heidelberg, sowie der Maschinenbaufirma RAITH TEC GmbH und der Firma KNECHT GmbH, soll der im Vorfeld bereits erprobte Prototyp bis zu einem marktreifen Endprodukt weiterentwickelt werden. Um das neue System auch für spezialisierte und infrastrukturell unterschiedlich ausgelegte Betriebe attraktiv zu gestalten, soll eine auf den jeweiligen Betrieb angepasste Systemkonfiguration entwickelt und produziert werden. Nach erfolgreicher Entwicklung soll das marktreife System an der LVG Heidelberg für Erprobungs- und Demonstrationszwecke installiert werden. Strukturierte Versuchsreihen an unterschiedlichen Gemüse- und Zierpflanzen sollen dessen Wirkungsgrad darlegen. An der Universität Hohenheim soll die pflanzliche Wachstumsreaktion unter Abstufung der Luftreizfrequenz und -intensität unter kontrollierten Umweltbedingungen untersucht werden. Die einzelnen Arbeitspakete sollen von der Universität Hohenheim koordiniert werden. Hiermit soll ein maßgeblicher Beitrag zur Entwicklung und Einführung umweltfreundlicher Technologien geleistet werden, um in Zukunft eine ressourcenschonende und ökonomisch-wettbewerbsfähige Zierpflanzen- und Gemüsebauproduktion gewährleisten zu können.
