Das Projekt "Teilvorhaben: KI in der Prozessüberwachung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von 4D Photonics GmbH durchgeführt. Die voranschreitende Elektromobilität erfordert insbesondere in der deutschen und in der europäischen Produktion kosteneffiziente Fertigungsverfahren mit technologischem Vorsprung. Das Teilvorhaben konzentriert sich auf die Anwendung maschinellen Lernens auf ein völlig neues Prüfverfahren während des Schweißens von Statormotoren und während des vorbereitenden Schrittes des Entlackens der zu fügenden Einzelpins. Der vollautomatischen Prüfung wird bezüglich der Produktionseffizienz eine bedeutende Rolle zugeschrieben: Die Einzelpins mit einem Gegenwert im ct-Bereich müssen so vorbereitet werden, dass sie beim Zusammenfügen in den Stator qualitativ hochwertige Schweißverbindungen zulassen. Wird nur eines der ca. 200 Fügepaare nicht ordnungsgemäß verbunden, muss der gesamte Motor mit einem Gegenwert von ca. 100 Euro im Zweifelsfall entsorgt werden, weil aufgrund der kompakten Bauweise kaum Raum zur Nacharbeit existiert. Im Rahmen des Teilvorhabens soll daher ein völlig neuartiges Prüfverfahren entwickelt werden, welches aufgrund der Fülle der zeitgleich erfassten Eingangskanäle nur durch den Einsatz künstlicher Intelligenz parametrierbar und damit für den Bediener beherrschbar wird.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Büro Waßmann Dipl.-Ing. Hartmut Waßmann durchgeführt. Viele Gewässer leiden unter einer rasanten Eutrophierung begleitet von der Entwicklung anoxischer Zonen. Zusätzliche Einleitungen von ungereinigtem Regen(ab)wasser im urbanen Raum führen zu Phasen mit Sauerstoffmangel im gesamten Gewässer und regelmäßigem Fischsterben. Gärprozesse, die Freisetzung von Gasen, die fischtoxisch sind (H2S) oder Klimarelevanz haben (z. B. Methan), sowie Ablagerungen toxischen Faulschlamms sind die Folge. Das vom KMU entwickelte Schäfersee-Verfahren® zeichnet sich durch die gleichzeitige Zufuhr von Calciumnitrat und Sauerstoff in anaerobe Wasserkörper aus. Diese neue Vorgehensweise induziert durch die Anwesenheit von diesen zwei Elektronenakzeptoren das optimale Zusammenspiel anaerober Nitratatmung und sauerstoffabhängiger Stoffwechselprozesse. Dadurch wird ein hocheffizienter mikrobieller Abbau von organischen Verbindungen und Schadstoffen ohne Gärvorgänge eingeleitet. Die gleichzeitige Stimulierung aerob und anaerober Abbauprozesse soll zu einer effektiven Reduzierung der Eutrophierungsfolgen in der oberen Sedimentschicht und dem Wasserkörper führen. Die wissenschaftliche Untersuchung einer möglichen verbesserten Abbauleistung von Schadstoffen im Sediment und Festlegung von Metallen und Phosphaten durch das Schäfersee-Verfahren stellt ein herausragendes Potential für diese Methode dar und stellt weitere Anwendungen in Aussicht. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse der mikrobiellen Vorgänge, aus Untersuchungen an zwei hochbelasteten Seen (Großstadtbereich und Industriegewässer) fließen direkt in die Optimierung und angewandte Steuerung des Prozesses ein und ermöglichen die Etablierung eines umwelt-, bzw. klimaverträglichen Verfahrens. Durch die Weiterentwicklung zu einer marktreifen, kompakten und kostengünstigen Anlage wird eine Lösung für die Stützung von Problemgewässern geschaffen, die weltweit angewendet werden kann.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltmikrobiologie durchgeführt. Viele Gewässer leiden unter einer rasanten Eutrophierung begleitet von der Entwicklung anoxischer Zonen. Zusätzliche Einleitungen von ungereinigtem Regen(ab)wasser im urbanen Raum führen zu Phasen mit Sauerstoffmangel im gesamten Gewässer und regelmäßigem Fischsterben. Gärprozesse, die Freisetzung von Gasen, die fischtoxisch sind (H2S) oder Klimarelevanz haben (z. B. Methan), sowie Ablagerungen toxischen Faulschlamms sind die Folge. Das vom KMU entwickelte Schäfersee-Verfahren® zeichnet sich durch die gleichzeitige Zufuhr von Calciumnitrat und Sauerstoff in anaerobe Wasserkörper aus. Diese neue Vorgehensweise induziert durch die Anwesenheit von diesen zwei Elektronenakzeptoren das optimale Zusammenspiel anaerober Nitratatmung und sauerstoffabhängiger Stoffwechselprozesse. Dadurch wird ein hocheffizienter mikrobieller Abbau von organischen Verbindungen und Schadstoffen ohne Gärvorgänge eingeleitet. Die gleichzeitige Stimulierung aerob und anaerober Abbauprozesse soll zu einer effektiven Reduzierung der Eutrophierungsfolgen in der oberen Sedimentschicht und dem Wasserkörper führen. Die wissenschaftliche Untersuchung einer möglichen verbesserten Abbauleistung von Schadstoffen im Sediment und Festlegung von Metallen und Phosphaten durch das Schäfersee-Verfahren stellt ein herausragendes Potential für diese Methode dar und stellt weitere Anwendungen in Aussicht. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse der mikrobiellen Vorgänge, aus Untersuchungen an zwei hochbelasteten Seen (Großstadtbereich und Industriegewässer) fließen direkt in die Optimierung und angewandte Steuerung des Prozesses ein und ermöglichen die Etablierung eines umwelt-, bzw. klimaverträglichen Verfahrens. Durch die Weiterentwicklung zu einer marktreifen, kompakten und kostengünstigen Anlage wird eine Lösung für die Stützung von Problemgewässern geschaffen, die weltweit angewendet werden kann.
Das Projekt "Teilvorhaben: Schaltgerät mit erhöhter Nennspannung und schneller Bogenlöschung durch Magnetfeldbeeinflussung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH durchgeführt. Schwerpunkt von E-T-A im Projekt ist DC-Schaltgeräte, insbesondere für Industrienetze, weiter zur Anwendungsreife zu bringen. E-T-A wird im Rahmen des Verbundprojektes aus den anwendungsbezogenen Forschungsergebnissen der Projektpartner einen Schaltgerätedemonstrator für Gleichspannungssysteme von wenigstens 380 V Gleichspannung umsetzen, um den technischen Anforderungen zukünftiger, leistungselektronikbasierter DC-Netze zu genügen. Eine modulare, kompakte Bauweise soll es ermöglichen, den platzsparenden Einsatz bis zu Systemspannungen von mindestens 850 V DC zu gewährleisten. Trotz der Verwendung eines mechanischen Schaltkonzeptes soll die Ausschaltzeit gegenüber marktüblichen DC-Schaltern deutlich verringert werden, um die Selektivität in Industrieanlagen zu gewährleisten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anlagenkonzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UAS Meßtechnik GmbH durchgeführt. Der vorgenannte technoökonomische Ansatz erfordert koordinierte parallele Arbeiten, um neuartige Designkonzepte für die Hauptkomponenten des Systems zu erarbeiten und deren Zusammenwirken im System zu optimieren. Ziel ist es dabei mit einem Clausius-Rankine-System die technischen als auch die wirtschaftlichen Anforderungen von KWK-Systembetreibern und Systeminvestoren zu erreichen oder zu übertreffen. Im Einzelnen lauten die Konzeptrichtlinien: - Kompakte Bauweise: Größe und Gewicht der Komponenten haben einen großen Einfluss auf Kosten, Wirkungsgrad und auf die Reaktionszeit, - Skalierbarkeit: mehr gleichartige Teile ermöglichen höhere Stückzahlen, damit können geringere Produktionsinvestitionen und -kosten erwartet werden. - Zuverlässigkeit und minimaler Wartungsaufwand: die Marktdurchdringung hängt entscheidend von der Investitionssicherheit ab und weniger von 'Effizienzrekorden'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Dampferzeuger Konzeptentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TheSys GmbH durchgeführt. Der vorgenannte technoökonomische Ansatz erfordert koordinierte parallele Arbeiten, um neuartige Designkonzepte für die Hauptkomponenten des Systems zu erarbeiten und deren Zusammenwirken im System zu optimieren. Ziel ist es dabei mit einem Clausius-Rankine-System die technischen als auch die wirtschaftlichen Anforderungen von KWK-Systembetreibern und Systeminvestoren zu erreichen oder zu übertreffen. Im Einzelnen lauten die Konzeptrichtlinien: - Kompakte Bauweise: Größe und Gewicht der Komponenten haben einen großen Einfluss auf Kosten, Wirkungsgrad und auf die Reaktionszeit, - Skalierbarkeit: mehr gleichartige Teile ermöglichen höhere Stückzahlen, damit können geringere Produktionsinvestitionen und -kosten erwartet werden. - Zuverlässigkeit und minimaler Wartungsaufwand: die Marktdurchdringung hängt entscheidend von der Investitionssicherheit ab und weniger von 'Effizienzrekorden'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm - Kompetenzzentrum Energietechnik durchgeführt. Der geplante Ansatz erfordert koordinierte parallele Arbeiten, um neuartige Designkonzepte für die Hauptkomponenten des Systems zu erarbeiten und deren Zusammenwirken im System zu optimieren. Ziel ist es dabei, mit einem Clausius-Rankine-System die technischen als auch die wirtschaftlichen Anforderungen von KWK-Systembetreibern und Systeminvestoren zu erreichen oder zu übertreffen. Im Einzelnen lauten die Konzeptrichtlinien: - Kompakte Bauweise: Größe und Gewicht der Komponenten haben einen großen Einfluss auf Kosten, Wirkungsgrad und auf die Reaktionszeit, - Skalierbarkeit: mehr gleichartige Teile ermöglichen höhere Stückzahlen, damit können geringere Produktionsinvestitionen und -kosten erwartet werden. - Zuverlässigkeit und minimaler Wartungsaufwand: die Marktdurchdringung hängt entscheidend von der Investitionssicherheit ab und weniger von 'Effizienzrekorden'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Dampferzeuger Apparateentwicklung / Heat Recovery Steam Generator (HRSG) design development" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aprovis Energy Systems GmbH durchgeführt. Der vorgenannte technoökonomische Ansatz erfordert koordinierte parallele Arbeiten, um neuartige Designkonzepte für die Hauptkomponenten des Systems zu erarbeiten und deren Zusammenwirken im System zu optimieren. Ziel ist es dabei mit einem Clausius-Rankine-System die technischen als auch die wirtschaftlichen Anforderungen von KWK-Systembetreibern und Systeminvestoren zu erreichen oder zu übertreffen. Im Einzelnen lauten die Konzeptrichtlinien: - Kompakte Bauweise: Größe und Gewicht der Komponenten haben einen großen Einfluss auf Kosten, Wirkungsgrad und auf die Reaktionszeit, - Skalierbarkeit: mehr gleichartige Teile ermöglichen höhere Stückzahlen, damit können geringere Produktionsinvestitionen und -kosten erwartet werden. - Zuverlässigkeit und minimaler Wartungsaufwand: die Marktdurchdringung hängt entscheidend von der Investitionssicherheit ab und weniger von 'Effizienzrekorden'.
Das Projekt "Teilvorhaben: Simulation und experimentelle Validierung eines innovativen Lagerungskonzeptes zur Erstellung einer Auslegungsmethodik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Center for Wind Power Drives durchgeführt. Im Rahmen des BMBF-Projektes WEA-GLiTS wurde ein neuartiges Gleitlagerungskonzept für Windenergieanlagen entwickelt und prototypisch getestet. Dieses 'FlexPad' genannte Konzept kombiniert die positiven Eigenschaften von Gleitlagern mit einer kompakten Bauweise und guter Zugänglichkeit. Dies trägt dazu bei die Zuverlässigkeit von Hauptlagerungen von Windenergieanlagen zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken. In dem nun beantragten Forschungsvorhaben soll dieses Lagerungskonzept um eine Auslegungsmethodik erweitert werden. Dazu sind zunächst umfangreiche Simulationen und experimentelle Versuche in kleinerem Maßstab geplant. Durch Betrachtung verschiedener Auslegungsvarianten werden dann die Erkenntnisse in eine allgemeine Auslegungsmethodik überführt. Diese Auslegungsmethodik dient als Grundlage für die Lagerauslegung in späteren industriellen Anwendungen. Im zweiten Projektteil wird diese Auslegungsmethodik für die Auslegung eines FlexPad Lagers für eine Windenergieanlage der 3 MW Klasse genutzt, um die Anwendbarkeit der Methodik auch in größerem Maßstab zu demonstrieren. Zudem wurde im Vorgängerprojekt eine vielversprechende thermisch gespritzte Gleitschicht entwickelt, die sich durch hohe Belastbarkeit bei kleinen Reibwerten und geringen Verschleiß auszeichnet. Diese Gleitschicht soll in dem geplanten Projekt durch eine umfangreiche Prozessparametervariation weiter optimiert werden, um sie erfolgreich in die industrielle Anwendbarkeit zu bringen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau / Inbetriebnahme Redox Zelle im Gesamtsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Aktuell werden Energiespeicherung und Systemdienstleistungen zur Gewährleistung einer sicheren und stabilen Stromversorgung technisch noch in getrennten Elementen/Baugruppen realisiert. Im Rahmen des Verbundprojekts HybKomp wird eine technisch neue Lösung demonstriert, welche die einzelnen Baugruppen in einem System vereint. Ziel ist eine hybride Kompensationsanlage, bestehend aus zwei Speicherelementen - einer Redox-Flow-Batterie und einem Schwungmassenspeicher -, mit einem frei parametrierbaren Stromrichter sowie entsprechenden Mess-, Steuerungs- und Kommunikationseinrichtungen. Der neue Hybridkompensator lässt sich optimal an die benötigte Einspeiseglättung und die erforderlichen Systemdienstleistungen zu geringen Investitionskosten anpassen. In einem ersten Schritt werden die Anforderungen an den Hybridkompensator spezifiziert. Dies geschieht durch Analyse, elektrotechnische Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes in den Gebieten der am Projekt beteiligten Netzbetreiber. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird zunächst ein Kleinleistungsaufbau des Hauptumrichters im Laborumfeld realisiert. Der Aufbau dient als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen. Um die Funktionsfähigkeit im realen Netzbetrieb zu testen und Maßnahmen zu optimieren, wird nach erfolgreicher Laborerprobung der Einzelkomponenten ein Feldaufbau in Haßfurt errichtet. Fraunhofer UMSICHT entwickelt und fertigt im Rahmen des Projektes eine 40 kW Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB). Das Batteriesystem wird in einem 20 Fuß-Container errichtet und wird eine Speicherkapazität von ca. 30 kWh haben. Es kommen großformatige, vollverschweißte und somit dichtungsfreie Batteriestacks zum Einsatz. Um das Batteriesystem in das Gesamtkonzept des Hybridkompensators integrieren zu können, wird eine geeignete Betriebsführung der Batterie erarbeitet und in das Steuerungskonzept überführt.
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