Das Projekt "Untersuchung und Erprobung von Hydroschalldämpfern (HSD) zur Minderung von Unterwasserschall bei Rammarbeiten für Gründungen von Offshore-Windenergieanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Grundbau und Bodenmechanik durchgeführt. Die hohen Hydroschallpegel bei Rammarbeiten für Offshore-Gründungen stellen eine Gefahr für Meerestiere, insbesondere für Meeressäuger wie Schweinswale dar, so dass Maßnahmen zur Reduzierung der Hydroschallpegel für den geplanten Ausbau der Offshore-Windenergie erforderlich sind, um den vom BSH geforderten maximalen Hydroschallpegel von 160 dB (SEL) in 750 m Entfernung von einer Schallquelle einhalten zu können. Zur Lösung dieses Problems sollen luftgefüllte Hüllkörper aus dünnem, elastischem Material (Ballons) als künstliche Luftblasen mit idealen Eigenschaften eingesetzt werden (ELMER, 2010). Die Hüllkörper werden an Netzen, ähnlich den Fischernetzen oder an anderen offenen Unterkonstruktionen befestigt, welche den Rammpfahl bzw. die Lärmquelle umgeben. Weitere Hüllkörper sollen zur direkten Hydroschalldämpfung der Stoßwellen mit einem hohen Dampfungsvermögen ausgelegt werden. Es sollen an drei Laborversuchsständen die Wirkweise der HSD ermittelt und optimiert werden. Daran anschließend ergibt sich die Konstruktion und der Bau eines 1:1 Netzes für den in situ-Versuche im Hafenbecken und Offshore. Begleitend werden alle Grundlagen sowie die Ergebnisse aus den Versuchen in numerische Berechnungen einfließen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Identifikation geeigneter Mikroorganismen für die biologische Methanisierung im Rieselbett-Bioreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie, Lehrstuhl Mikrobiologie und Archaeenzentrum durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird dann das entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Dabei ist es die Aufgabe des Lehrstuhls für Mikrobiologie der Universität Regensburg, das Zusammenspiel von methanogenen Archaeen und Füllkörpermaterialien zu analysieren. Ziel ist es, die für den Reaktor optimale Organismen-Materialien-Kombination zu identifizieren. Diese zeichnet sich durch möglichst maximale Methanproduktionsraten und maximalen Methananteil im Produktgas aus, um das von den Mikroorganismen produzierte Methan direkt in das deutsche Gasnetz einspeisen zu können. Dazu wird ein umfangreiches Stammscreening durchgeführt und auch das Material, die Geometrie und die Oberflächenbeschaffenheit der Füllkörper berücksichtigt. Ein besonderes Augenmerk gilt dem Aufwuchsverhalten der Mikroorganismen auf den Füllkörpern sowie der Struktur und Langzeitstabilität des gebildeten Biofilms. Die Versuche werden im kleinen Maßstab in den Laboren des Lehrstuhls stattfinden, bevor in der Folge mit ausgewählten Archaeen der Testbetrieb im Reaktor durchgeführt wird. Alle gesammelten Daten werden standardisiert zusammengefasst, mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen und für die Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus und des Reaktordesigns genutzt. Anschließend wird ein Feldversuch an einer bestehenden Anlage mit Elektrolyseur und Einspeisung durchgeführt und nach Abschluss eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt. Durch die Kombination von Labortests mit Versuchs- / Dauerbetrieb des Reaktors wird die Mikrobiologie der biologischen Methanisierung unter vielfältigen Bedingungen analysiert und diskutiert und trägt somit zu signifikanten Weiterentwicklung der Power-to-Gas-Technologie bei.
Das Projekt "Teilprojekt: PCM-Modifikation und Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. Thema des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines Latent-Prozesswärmespeichers auf Basis neuer organischer Latentspeichermaterialien (PCM). Das Teilvorhaben des Instituts für Luft- und Kältetechnik (ILK) Dresden sieht die Untersuchung, Entwicklung und Optimierung organischer PCM (HD-PE (High Density Polyethylen) und Zuckeralkohole) mit Schmelztemperaturen zwischen 100 und 200 °C vor. Angestrebt werden die Verbesserung der Kristallinität/Wärmespeicherdichte und die Verringerung des oxydativen Abbaus des HD-PE sowie die chemisch reaktive Verkapselung optimierter Zuckeralkohole. Mit den Arbeiten zur Verkapselung soll die Möglichkeit eines alternativen Wärmetauscherkonzeptes nachgewiesen werden. Das Verbundprojekt gliedert sich in 4 Arbeitspakete: I. Projektmanagement, II. Entwicklung von Latentspeichermaterialien, III. Auslegung, Simulation, Zielkostenanalyse, IV. Wärmeübertrager, Konzepte, Konstruktion und Tests. Die Arbeiten des ILK Dresden ordnen sich ins Arbeitspaket II ein. Zur Erhöhung der Kristallinität werden Keimbildner und zur Verbesserung der chemischen Stabilität Antioxidantien in das HD-PE eingebracht. Anschließend erfolgen Untersuchungen zu erreichbaren Speicherdichten und zur Langzeitstabilität. Für die Verkapselung werden mesoporöse Füllkörper mit optimierten Zuckeralkoholen infiltriert und das Speichermaterial an der Oberfläche mit Isocyanaten zu Polyurethan umgesetzt. Abschließend werden Untersuchungen zur Medien-, Temperatur- und Zyklenstabilität durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Standardisierung biologischer Methanisierungsprozesse und deren Anwendung auf verschiedene Bioreaktortypen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Electrochaea GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt der Electrochaea GmbH liegt bei der Unterstützung in der Auswertung von Labor-und Feldversuchen und der Normierung von Vergleichsparametern für unterschiedliche Bioreaktorsysteme. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Auslegung, Konstruktion und Simulation eines Rieselbettreaktors für die biologische Methanisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt der FAU liegt im Bereich der Anlagenkonzeptionierung und -Konstruktion. Des Weiteren wird die FAU die Simulationen zum Rieselbettreaktor durchführen. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Normierung und Standardisierung der Beurteilung biologischer Methanisierungsprozesse und Anwendung auf den Rieselbett-Bioreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MicrobEnergy GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt des Beitrages der MicrobEnergy ist es, Normen und Kenngrößen festzulegen, die die Beurteilung der Effizienz und die Auswertung der Ergebnisse einer Methanisierungsanlage vereinheitlichen. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
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