Das Projekt "Untersuchung des Wirkungsgrades von Einphasen Betriebskondensator Asynchronmaschinen bei kostengünstigen Varianten der Drehzahlstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen durchgeführt. Energiesparen und Energieeffiziente Systeme sind aufgrund der Kyoto-Beschlüsse von 1997 und verschiedener EU-Programme wie z.B. der EU-Richtlinie 'Energy Using Products' (EUP) von steigender Bedeutung. Dabei sollen nicht nur die Großverbraucher und die Industrie, sondern auch die Haushalte einen entsprechenden Beitrag leisten. Einphasen-Asynchronmotoren werden aufgrund der Robustheit und des geringen Kaufpreises sehr häufig vor allem dort eingesetzt, wo ein Antrieb mit konstanter Drehzahl laufen soll. Im Haushalt sind typische Anwendungsbereiche z.B. die Pumpen und Lüfter im Heizungsbereich. Laut der 'Wilo-Herbstkampagne: Mit Hocheffizienz gegen CO2' ist eine ungeregelte Heizungspumpe mit 605kWh/Jahr nach dem Elektro-Herd mit 876kWh/Jahr der zweitgrößte Verbraucher im Haushalt. Bei ungeregelten Heizungspumpen läuft die Pumpe mit konstanter Drehzahl, die Fördermenge wird über meist elektrisch betätigte Stellventile verändert. Dies ist in höchstem Grade ineffizient. Eine Verbesserung kann erreicht werden, indem auf die Stellventile verzichtet und die Drehzahl der Pumpe entsprechend der gewünschten Fördermenge verändert wird. Im vorliegenden Forschungsgebiet werden die Konzepte Phasenanschnittsteuerung, Schwingungspaketsteuerung (als Voll- oder Halbschwingungssteuerung ausgeführt) und Erweiterte Schwingungspaketsteuerung (Halbwellensteuerung mit der Möglichkeit eine Halbschwingung umzupolen) hinsichtlich des dabei erzielbaren Wirkungsgrades untersucht.
Das Projekt "Interdisziplinäre Forschung zur Energieoptimierung in Fertigungsbetrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Architekturwissenschaften, Fachbereich Architekturtheorie durchgeführt. Die Steigerung der Produktivität war in der Produktionstechnik über Jahrzehnte hinweg das oberste Ziel. Aufbauend auf dem Kyoto-Protokoll von 1997 werden in der EU-Richtlinie 2006/32/EG nachhaltige Verbesserungen der Energieeffizienz in der Fertigung gefordert. Dadurch stieg der Druck der Öffentlichkeit z.B. den CO2-Ausstoß und den Energieverbrauch zu minimieren, was die Thematik der Energieeffizienz ebenfalls im Bereich der Produktion etablierte. Einige Optimierungsansätze (z.B.: Einsatz von umweltverträglichen Materialien, Reduktion des Energieverbrauchs, Minimierung der Herstellungskosten, Verkürzung der Wertschöpfungskette, Reduktion der Betriebsmittel, Reduktion des Maschinen- und Werkzeugverschleißes oder Design von Produktionshallen) waren Grundlage von vielen Forschungsprojekten und sind mittlerweile Stand der Technik in vielen Produktionen im Bereich der spanenden Fertigung. Das vorgelegte Projekt baut auf diese Kenntnisse auf und schafft durch das breitgefächerte Wissen der teilnehmenden Institute und durch den Zusammenschluss von Industriepartnern aus unterschiedlichen Branchen (z.B.: Energietechnik, Werkzeugmaschinenbau, Automation, Produktionstechnik,) ein interdisziplinäres Forschungsfeld. Die detaillierte Betrachtung und die Vernetzung der verschiedenen Ergebnisse ergeben ein ganzheitliches Konzept zur Minimierung des Energieverbrauchs entlang der Wertschöpfungskette. Optimierungsmöglichkeiten von Energieeffizienz der Produktionen und Hallen werden über fünf Phasen (Analyse, Modellierung, gekoppelte Modellierung, Optimierung und Umsetzung) und vier Ebenen (Prozess, Maschine, Produktionssystem und Gebäude) ausgearbeitet, um die Auseinandersetzung mit den Prozessen und Systemen der spanenden Industrie optimal Abbilden zu können. Im Zuge dieses Projektes wird die Analyse und Modellierung von Mikro- und Makroebenen von Produktionsstätten vorgenommen, wobei die Ausgangswerte einer Ebene die Eingangswerte der nächsthöheren Ebene sind. Schlussendlich laufen alle Daten in die integrale Simulation von zwei Produktionshallen von industriellen Projektpartnern, resultierend in einem Masterplan (Blueprint) des optimierten energieeffizienten Hallen-Modells, welches die drei Bereiche (Energie, Gebäude und Fertigung) ganzheitlich abbildet. Die Umsetzung ist sowohl bei den Industriepartnern wie auch im Versuchsfeld des Instituts für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik geplant. Die Gesamtsimulation soll in weiterer Folge als Werkzeug für produzierende Unternehmen dienen. Durch die Entwicklung der Applikation in der engen Kooperation mit der Industrie ist die Anwendung in Unternehmen, die nicht an dem Projekt teilgenommen haben, vorstellbar. Die Verwertung von Teilergebnissen wird bereits in der Projektlaufzeit angestrebt, da die Daten für die Analyse von realen Produktionsbetrieben erhoben werden. Die Optimierung passiert entlang der Wertschöpfung von den Projektpartnern und ist daher direkt für die Unternehmen anwendbar.
Das Projekt "Interdisziplinäre Forschung zur Energieoptimierung in Fertigungsbetrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, E183: Institut für Rechnergestützte Automation durchgeführt. Generierung von Optimierungspotential durch energetische Analyse und Erstellung von Simulationsmodellen der Mikrostrukturen von Fertigungsbetrieben (Prozesse und Einzelmaschinen). Gesamtsystem-Modellierung der Produktionssysteme, Hallenlayouts und Gebäudestruktur. Gesamtsimulation durch die Zusammenführung der einzelnen Ebenen, welche den minimalen Energieverbrauch entlang der Wertschöpfungskette berechnet.
Das Projekt "Neue Herausforderungen an Reduktionsmittel für den Schmelzreduktionsprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Wichtigstes Projektziel ist die Weiterentwicklung eines CFD-Modellansatzes zur Simulation der Eindüsung von Ersatzreduktionsmittel (z.B. aufbereitete Altkunststofffraktionen) in den Hochofen. Bei dieser Modellierung sollen die Kinetik der ablaufenden Reaktionen, sowie eine hohe Flexibilität bei der Wahl der Rahmenbedingungen (z.B. chemische Analyse, Partikel-/Tropfengröße, Korngrößenverteilung etc.) zur Eindüsung fester, flüssiger und gasförmiger Ersatzreduktionsmittel berücksichtigt werden können. In diesem Zusammenhang sollen eine Reihe von Simulation der Eindüsung unterschiedlicher Ersatzreduktionsmitteln unter variierenden Betriebsparametern durchgeführt werden. Der Abgleich und die Verifikation der durchgeführten Simulationen soll anhand von experimentellen Daten aus unterschiedlichen Laboruntersuchungen von Projektpartnern erfolgen.Zusätzlich soll ein neues Racewaymodell auf Basis eines Euler-Granularmodells erstellt und getestet werden.
Das Projekt "Hyvolution Nicht thermische Produktion von reinem Wasserstoff aus Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. HYVOLUTION ist ein Integriertes Projekt im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Union zu Nachhaltigen Energie-Systemen mit dem Ziel, einen Entwurf für einen industriellen Bio-Prozess zur dezentralen Herstellung von Wasserstoff in Kleinanlagen aus lokal produzierter Biomasse zu entwickeln. Das neue Verfahren in HYVOLUTION basierend auf einem Bio-Prozess, der thermophile und phototrophe Bakterien einsetzt, um eine höchstmögliche Wasserstoff-Produktivität in kleinen, kostengünstigen Anlagen zu erzielen - soll es ermöglichen, 10-25Prozent des Bedarfs der Europäischen Union an Wasserstoff zur Produktion von Strom oder zur Verwendung als Treibstoff bei Kosten von etwa 10 Euro/GJ bereitzustellen. Der 2-stufige Bio-Prozess besteht aus einem thermophilen Schritt, in dem Wasserstoff, CO2 und Zwischenprodukte entstehen, gefolgt von einer photo-heterotrophen Fermentation, in der diese Zwischenprodukte ebenfalls zu Wasserstof und CO2 umgewandelt werden, um so einen Wirkungsgrad von 75Prozent zu erreichen. Gleichzeitig umfaßt das Projekt die Entwicklung eines Verfahrens zur Gasaufbereitung um das Produktgas optimal zu reinigen. Die Gasaufbereitung muß in der Lage sein, kleine und sich häufig ändernde Gasvolumenströme unterschiedlicher Gaszusammensetzung handhaben zu können. Modellierung und Simulation der einzelnen Grundoperationen des Prozesses, zusammen mit einer innovativen System Integration sowie der Kombination von Massen-, Energie- und Exergiebilanz soll einen minimalen Energiebedarf und maximale Ausbeute an Wasserstoff gewährleisten und so die Produktionskosten reduzieren. Die System Integration umfasst dabei auch die Entwicklung eines Steuer- und Regelkonzeptes für den neuartigen Bio-Prozess. In HYVOLUTION sind 11 EU Länder, die Türkei und Russland vertreten. Das multinationale und multidisziplinäre Konsortium besteht aus Spezialisten aus dem akademischen Bereich und aus der Industrie, sowie 7 Klein- und Mittelbetrieben, was eine hohe Qualität und intensive kommerzielle Nutzung der Projektergebnisse garantiert.
Das Projekt "Rauchgaskondensation aus Biomassekesseln mit einer multifunktionalen Tau- und Feinstaubabscheidung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Energietechnik und Thermodynamik (E302) durchgeführt. Dieses industrielle Forschungsvorhaben zielt auf die Realisierung der Rauchgaskondensation sowie der Feinstaubabscheidung bei Biomassefeuerungen ab und spricht insbesondere folgende Ziele an: Kosteneffizienz, Energieeffizienz, Erhöhung des Anteils der Biomasse, Senkung der Emissionen und Treibhausgas-Neutralität. Die Rauchgaskondensation hat bei Biomassefeuerungen den Markt noch nicht durchdrungen; bei der ins Auge gefassten klei-nen und mittleren dezentralen Anlagegröße kommt man derzeit noch ohne Feinstaubabscheidung aus (für Großanlagen gibt es dazu teure und aufwändige Lösungen); insofern ist das Vorhaben missionsorientiert. Bei Biomassefeuerungen hat die Rauchgaskondensation das Potential einer bedeutenden Energieeffizienzsteigerung, Kesselwirkungsgrade um 100 Prozent und darüber wären möglich, sofern die Niedertemperaturwärme genutzt werden kann. Zur Nutzung dieser Wärme liegt ein neuartiger, viel versprechender Lösungsvorschlag vor, der in thermodynamischen Si-mulationen untersucht und optimiert wird. Ein weiteres Problem der Rauchgaskondensation ist das Anbacken des Staubes an den Wärmetauscherflächen. Dieses Problem sowie die gewünschte Feinstaubabscheidung sollen gemäß der Innovation in einem einzigen, multifunktionalen Apparat unter dem Verzicht auf ein nachgeschaltetes (Elektro-) Filtern vor sich gehen, wobei man sich die aus der Natur bekannten Effekte der Taubildung (feinste Partikel werden zu Kondensationskeimen) und dem anschließenden Niederschlag zu Nutze macht, diese Effekte jedoch - nach der vorgeschlagenen Methode - grundlegend analysiert, verstärkt, optimiert, testet und verifiziert. Die Computational-Fluid-Dynamic (CFD)-Simulation stellt dazu ein wertvolles Werkzeug dar, sie muss aber weiter modelliert und geschärft werden. Im Technikum wird der vom Industriepartner gefertigte innovative Versuchsapparat hinter Pellet- bzw. Hackschnitzel-gefeuerten Kesseln (mit einer Kesselleistung von ca. 100 kW) betrieben und getestet, um die Ergebnisse der Simulationen zu verifiziern und praxisnahe Erfahrungen zu sammelt. Der Frage der korrosionsbeständigen Werkstoffe wird von Anfang an Aufmerksamkeit gezollt. Mehrere Verbesserungs- und Re-Design - Maßnahmen sind ein-kalkuliert. Im Vergleich zum Stand der Technik ist der innovative Apparat kosteneffizient, multifunktional, Platz sparend, geräuschlos und bedienerfreundlich.
Das Projekt "B (MOVE-REC) Materialstrombasierte Optimierung von Verfahrensketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft (E226) durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung einer Dienstleistung zur Unterstützung und Erleichterung von Verfahrensauswahl und Anlagenplanung im Recycling von Elektroaltgeräten (WEEE) und Altautos (ELV). Der Innovative Charakter dieser Dienstleistung begründet sich in der Entwicklung datenbankbasierter Vorgehensweisen zur Abschatzung der Materialzusammensetzung komplex zusammengesetzter Inputströme sowie in der systematischen Erfassung von Prozessdaten aller relevanten WEEE- und ELV-Recyclingprozesse. Durch die Verknüpfung und Auswertung dieser Datenbanken mithilfe der Stoffstromanalyse Ist es möglich, unterschiedliche Verfahrensvarianten ohne aufwendige Technikumsversuche zu modellieren, Simulationen für unterschiedliche lnputzusammensetzungen durchzuführen und diese unter Berücksichtigung markt- und qualitätsbezogener Parameter zu bewerten. Zu Projektende ist die Dienstleistung soweit entwickelt, dass sie als Entscheidungsgrundlage für die Auslegung neuer WEEE- oder ELV Aufbereitungsanlagen oder Anlagenerweiterungen bestehender Aufbereitungsanlagen herangezogen werden kann.
Das Projekt "Landnutzungsänderungen in Österreich durch energetische Flächennutzung und globale Ressourchenverknappung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Waldbau durchgeführt. Fördermaxima verschiedener fossiler Energieträger sind in naher Zukunft zu erwarten. Steigende Biomassenachfrage führt zu Landnutzungskonkurrenzen, die sich durch Produktivitätseinbußen aufgrund von Klimawandel und der Abnahme fossiler Ressourcen noch verschärfen könnten. Vor diesem Hintergrund ermittelt 'SOS' bis 2050 mögliche Landnutzungskonflikte zwischen der Produktion von Biomasse für energetische und stoffliche Zwecke bzw. von Nahrung. Unterschiedlich ambitionierte, dynamische Szenarien der Eigenversorgung Österreichs mit Nahrung und stofflich bzw. energetisch genutzter Biomasse bis 2050 optimieren räumliche Nutzungstypenverteilungen und mögliche Konsumniveaus mit dem Ziel minimaler Nutzungskonflikte. Im Anschluss wird mit zentralen Stakeholdern für das System 'Landnutzung in Österreich' eine Sensitivitätsanalyse nach F. Vester durchgeführt. Das Projekt entwickelt daraus konkrete politische Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Landnutzung mit dem Ziel, Nutzungskonflikte zu minimieren.
Das Projekt "Sun Power Plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt.
Das Projekt "Verification of the numerical Matroshka model and MC simulations in the ISS radiation environment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Atominstitut der Österreichischen Universitäten, Low Temperature Physics Laboratory (ATI,LTP) durchgeführt. Hauptziel des MATSIM-Projektes (Phase A und B) ist die vollständige mathematische Simulation des Matroshka-Phantoms unter Verwendung von Monte-Carlo-Transportcodes. Das Projekt wird im Rahmen des bereits laufenden ESA-ELIPS-Projektes Matroshka, einer internationalen Zusammenarbeit von mehr als 18 Forschungsinstituten aus der ganzen Welt unter der Koordination des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durchgeführt. Die Matroshka-Einrichtung wurde entwickelt, um die Strahlenexposition eines Astronauten während einer extravehikularen Aktivität (EVA) auf der internationalen Raumstation (ISS) festzustellen. Zu diesem Zweck wurde in dem Experiment die Dosisverteilung innerhalb eines anthropomorphen, an der Außenseite der ISS exponierten Phantoms durch einige tausend Thermolumineszenzdosimeter (TLD) gemessen. Im Rahmen von MATSIM-A wurde ein numerisches Modell des MATROSHKA-Phantoms entwickelt, welches in Bezug auf Geometrie, Material und Dichteverteilung dem realen Phantom entspricht. Die übertragene Energie und die Verteilung der absorbierten Dosis innerhalb des Phantomkörpers wurden für Photonen- und Neutronenfelder simuliert, die zur Validierung des numerischen Modells herangezogen werden. Im Rahmen von MATSIM-B wird die simulierte Dosisverteilung innerhalb des Phantoms mit den TLD-Messdaten bei Bestrahlung in Photonen- und Neutronenfeldern verglichen, die in österreichischen Referenzlaboratorien verfügbar sind. Weitere Bestrahlungen in Ionenfeldern werden geplant. Die Validierung des numerischen Modells durch TLD-Referenzmessungen bildet die Grundlage, um die Dosisverteilung im Phantom unter den für den Orbit der ISS erwarteten Strahlungsbedingungen zu untersuchen. Zusätzlich wird das Ansprechvermögen eines gewebeäquivalenten Proportionalzählers (TEPC) in der Strahlungsumgebung der ISS simuliert. Die resultierende mikrodosimetrische Verteilung soll zusätzliche Information über die Strahlenqualität geben. Diese Informationen sind für eine umfassende Risikobeurteilung der Strahlengefahr für den Menschen im Weltraum durch ionisierende, hochenergetische Teilchenstrahlung erforderlich und sollen in die Planung der zukünftigen Phase 3 des Matroshka-Projektes einfließen.
