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Strassenbeleuchtung und Werbung mit Photovoltaik

Zielsetzung: In Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Duesseldorf AG sollte eine neuartige PV-Strassenlampe entwickelt werden, die im Gegensatz zu den z Zt auf dem Markt befindlichen PV-Strassenlampen allen gesetzlichen Anforderungen an eine Innenstadtbeleuchtung genuegt. Durch ein ansprechendes Design sowie die Integration eines Schaukastens, der die Moeglichkeit zu Einnahmen aus Vermietung von Werbeflaeche bietet, sollte die Lampe die Moeglichkeit bieten, an exponierten Standorten die vielfaeltigen Anwendungsmoeglichkeiten der Photovoltaik zu demonstrieren. Neben den technischen Aspekten ist der Kostenvergleich mit einer konventionellen Lampe sowie eine Kostenanalyse unter verschiedenen Randbedingungen Ziel der Arbeiten. Arbeitsprogramm: Das Arbeitsprogramm umfasst Auslegung, Konstruktion, Bau und mindestens einjaehrige messtechnische Erfassung mit evtl daraus resultierenden Verbesserungen.

Windvorrangflächen (RROP2003 2. Änderung 2016) Landkreis Lüneburg

Beim Regionalen Raumordnungsprogramm (RROP) handelt es sich um ein strategisches Instrument zur räumlichen Steuerung, Ordnung der unterschiedlichen Nutzungsansprüche. Dabei sollen die miteinander konkurrierenden raumbezogenen Planungen, wie beispielsweise Land- und Forstwirtschaft, gewerbliche Wirtschaft, Verkehr, Naturschutz, Wohnraumbedarf u.v.m aufeinander abgestimmt werden. Das RROP ist somit auf der Ebene des Landkreises ein übergeordnetes und zusammenfassendes Planwerk. Als feststehende Ziele der Raumordnung zeigen die Daten die rechtsverbindlich genehmigten Vorranggebiete für Windkraftanlagen mit Stand 2016. In diesen Gebieten gehen bestimmte raumbedeutsame Funktionen und Nutzungen einher, die andere raumwirksame Nutzungen insofern ausschließen, als dass sie mit den vorrangigen Funktionen und Nutzungen nicht vereinbar sind.

Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Fertigung

Im Projekt SupraGenSys 1 wurde ein vollsupraleitend ausgeführter und direkt angetriebener Generator für WEA (Windenergieanlagen) mit 10 MW Bemessungsleistung entworfen und optimiert. In diesem Projekt sind bereits wesentliche Ergebnisse erzielt worden. In diesem Projekt zeigte sich der Generator bereits mit beeindruckenden Kennzahlen und verspricht durch Absenkung der Stromgestehungskosten ein wesentlicher Fortschritt für den Ausbau der Windenergie zu werden. In dem Folgeprojekt SupraGenSys 2 soll ein Demonstrationsgenerator ( DG ) konstruiert und gefertigt werden. Die Projektpartner übernehmen die Berechnung des Generators, die Konstruktion des Generators und der Einzelteile, sowie die Materialbeschaffung. Die Krämer Energietechnik GmbH & Co. KG übernimmt die Konstruktion, Materialbeschaffung und Fertigung aller erforderlichen Vorrichtungen. Die Fertigung der HTS-Spulen und der geblechten Kerne sowie die Montage von Rotor, Stator und Kyrostat wird ebenfalls bei Krämer erfolgen. Die Prüfung der tiefgekühlten Spulen wird mit Unterstützung des KIT bei Krämer durchgeführt. Anschließend erfolgt die Endmontage des Generators durch Krämer bei Fraunhofer IEE in Kassel.

Entwicklung einer innovativen Materialmatrix zur Verbesserung der Photovoltaik-Effizienz durch gezielte Evaporationskühlung

Zielsetzung: Eine hohe Effizienz von Photovoltaikanlagen ist essentiell für die Maximierung der Nutzung von Solarenergie. Jedoch beeinträchtigen hohe Betriebstemperaturen die Leistung und Lebensdauer von Solarzellen erheblich. Um diesem Problem entgegenzuwirken, entwickeln die beiden Projektpartner SUNSET Energietechnik GmbH und das Center for Applied Energy Research e.V. im Forschungsprojekt PVaporate eine innovative Materialmatrix, welche an der Rückseite eines PV Moduls angebracht wird. Die Matrix enthält ein hygroskopisches Material, das nachts Wasser aus der Luft aufnimmt und speichert. Tagsüber, bei erhöhter Temperatur, gibt das Material das gespeicherte Wasser wieder ab, wodurch durch Verdunstungswärme ein Kühlungseffekt entsteht. Somit kann die Betriebstemperatur der Solarzellen deutlich reduziert und deren Effizienz entsprechend gesteigert werden. Zudem leisten die verringerten Spitzentemperaturen einen bedeutenden Beitrag zur Langlebigkeit der PV-Anlagen und damit zur nachhaltigeren und ressourcenschonenderen Nutzung von Solarenergie.

Entwicklung und Validierung von geothermischen Modellen und Anlagenkonzepten mit innovativen oberflächennahen Elementen für dynamisch geregelte Wärmepumpensysteme, Teilvorhaben: Vertikalabsorber und Materialoptimierung

Im Projekt lnnoFlaG sollen neuartige oberflächennahe Wärmetauscherelemente in Kombination mit Latentwärmespeichern, Energiespeichern und Hydraulikmodulen als funktionsfähige Einheit vom Firmenkonsortium entwickelt, getestet und in Wechselwirkung mit dem oberflächennahen Erdreich (inkl. Feuchtetransport und Gefrierprozessen) sowie multimodaler Regenerierung modelliert werden. Hierbei geht es um erhöhte Planungssicherheit bezüglich der Erträge, aber auch um Schadensvermeidung, denn gerade bei flachen Geo-Kollektoren sind in der Vergangenheit durch Gefrieren des Bodens Schäden entstanden. In diesem Teilvorhaben wird von der GeoCollect GmbH untersucht, wie der Einsatz von 100 % Recyclingmaterialien für die kunststoffbasierten Absorber und verbindenden Rohrleitungen ermöglicht werden kann. Neben einer Materialoptimierung von gängigem Polypropylen in Richtung Polyethylen wird die GeoCollect GmbH insbesondere die Eignung und Zertifizierbarkeit von Recycling-Granulaten und daraus hergestellten Komponenten für die Anwendung im Rahmen der oberflächennahen Geothermie untersuchen. Desweiteren werden von der GeoCollect GmbH die Absorberform und die Gesamtgeometrie bezüglich der thermischen Performance und der Langzeitbeständigkeit optimiert. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Gesamt-Ökobilanz des Systems gelegt. Entsprechende Optimierungsrechnungen werden in Zusammenarbeit mit dem SIJ der FH Aachen durchgeführt, wobei die C02- Emissionen als Leitparameter der Ökobilanzierung gewählt werden. Zudem führt die GeoCollect GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem SIJ und der WKG Energietechnik GmbH die Neuentwicklung eines zwangsdurchströmten Trennwärmetauschers zur Wärmerückgewinnung aus Oberflächen-, Ab- und Grundwasser bis zu einem Funktionsmuster durch. Basis der Neuentwicklung ist der Plattenabsorber der GeoCollect GmbH. Die für die Versuche an der FH Aachen benötigten Kollektor-Elemente und Anschlussmaterialien werden von der GeoCollect GmbH bereitgestellt.

Entwicklung und Validierung von geothermischen Modellen und Anlagenkonzepten mit innovativen oberflächennahen Elementen für dynamisch geregelte Wärmepumpensysteme, Teilvorhaben: Verbesserung des Wärmetransfers aus dem Erdreich

Im Projekt lnnoFlaG sollen neuartige oberflächennahe Wärmetauscherelemente in Kombination mit Latentwärmespeichern, Energiespeichern und Hydraulikmodulen als funktionsfähige Einheit vom Firmenkonsortium entwickelt, getestet und in Wechselwirkung mit dem oberflächennahen Erdreich modelliert werden. Hierbei geht es um erhöhte Planungssicherheit bezüglich der Erträge, aber auch um Schadensvermeidung, denn gerade bei flachen Geo-Kollektoren sind in der Vergangenheit durch Gefrieren des Bodens Schäden entstanden. Ein Herzstück der Neuentwicklung der WKG Energietechnik GmbH ist ein zertifizierter, erdeinbaufähiger, doppelwandiger, wärmegedämmter, skalierbarer und in der Handhabung unkomplizierter Latentwärmespeicher, der gegenüber handelsüblichen Fabrikaten 30 % mehr Leistungskapazität aufweist. Als zusätzliche Komponente wird hierzu auch ein neuartiger Erdwärmemanteltauscher konzipiert, der um die erdeinbaufähige Außenwand des Latentwärmespeichers angebracht wird. Als weitere Komponente zur Optimierung des Gesamtsystems wird von der WKG Energietechnik GmbH zur Leistungsoptimierung über verbesserte Wärmeleiteigenschaften des Bodens und zur Verhinderung starker Geländeveränderungen im Zuge einer möglichen Eisbildung bei zu hohem Wärmeentzug aus dem Boden ein kostengünstiges Be- und Entwässerungssystem entwickelt werden. Zudem übernimmt die WKG Energietechnik GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem SIJ und der GeoCollect GmbH die Neuentwicklung eines zwangsdurchströmten Trennwärmetauschers zur Wärmerückgewinnung aus Oberflächen-, Ab- und Grundwasser bis zu einem Funktionsmuster. Eine weitere Neuentwicklung stellt der vertikale WKG-Rohrschlangenabsorber dar, der als Rollenware mäanderförmig im Erdreich ohne Schweißverbindungen verlegt werden kann. Dieses System wird von der WKG Energietechnik GmbH an einem noch festzulegenden Standort eingebaut und getestet.

Ein interaktiver KI-Assistent zur Analyse und Optimierung von Energiesystemen, Teilvorhaben: Industriegerechte Anwendung im Bereich der Energietechnologie

Die Industrie steht vor wachsenden Herausforderungen im Energiemanagement: steigende Komplexität der Energiesysteme, ungenutzte Datenmengen, Fachkräftemangel, hohe Energiekosten und zunehmende regulatorische Anforderungen. Effizienzpotenziale bleiben oftmals ungenutzt, da notwendige Analysen zu spät oder nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden. Das Projekt etaGPT setzt hier an und nutzt KI-basierte Assistenzsysteme, insbesondere Large Language Models (LLMs), um die Analyse und Optimierung von Energiesystemen zu beschleunigen. Ziel ist es, Energiemanager durch schnellere, präzisere Auswertungen zu unterstützen und die Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen zu vereinfachen. Die Anwendung fokussiert dabei die drei Hauptbereiche: 1. Identifikation von Effizienzmaßnahmen 2. Umsetzung von Maßnahmen 3. Visualisierung und Reporting Durch praxisnahe Lösungen und die Einbindung von Industriepartnern wird die Umsetzungsgeschwindigkeit gesteigert, ohne die Umsetzungsqualität zu beeinträchtigen. Innovationspunkte wie Offline-Fähigkeit, energieeffizienter Betrieb, modellagnostische Lösungen sowie ein hybrider Ansatz sorgen für flexible, skalierbare und datensichere Anwendungen, die die Energiewende unterstützen und die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie stärken.

Smart Grids - Open Gateway Energy Management Alliance (OGEMA)

About 40% of final energy consumption in Germany will take place in and around buildings. Heating, cooling, hot water and the operation of electric devices are doing the most important areas - in the future probably also increasingly electric vehicles. The Open Gateway Energy Management Alliance (OGEMA) is an open software platform for energy management in this area. This connects energy consumers and producers to the customer with control centers of energy supply and binds a display for user interaction to. Thus, end-users should be able to automatically observe the future variable price of electricity and energy consumption to times. All participating developers to turn their ideas for automated energy can be used more efficiently to implement in appropriate software.

Bildungsverbund BatterieMD 'Ökosystem Batterie in Mitteldeutschland'

Neue Fertigungstechnologien für Komponenten und Systeme der dezentralen Energietechnik

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