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Wertebasierte Optimierung von Asset Management Strategien für Mittelspannungsnetze mittels Künstlicher Intelligenz, Teilvorhaben: Wirtschaftlichkeitsprüfung und Plausibilisierung sowie Entwicklung von vereinfachten Beratungskonzepten und Verbreitung der Kenntnisse in der Branche

Die EFL übernimmt im Projekt PAMAd zentrale Aufgaben in der Entwicklung eines datengetriebenen und KI-gestützten Asset-Management-Systems für Verteilnetzbetreiber. Der Fokus liegt auf der Modellierung und Analyse von Kostenstrukturen, der Integration unternehmensspezifischer Werte in Entscheidungsprozesse sowie der Validierung und Optimierung KI-basierter Instandhaltungsstrategien. Zu Beginn des Projekts strukturiert und analysiert die EFL die Lebenszykluskosten von Betriebsmitteln in der Mittelspannungsebene. Dabei werden Kostenmodelle entwickelt, die CAPEX, OPEX und Netzregulierungsmechanismen berücksichtigen. Parallel erfolgt die Erarbeitung einer unternehmensspezifischen Wertebasis, die Versorgungssicherheit, Nachhaltigkeit und wirtschaftliche Zielsetzungen der Netzbetreiber integriert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Validierung der entwickelten KI-Modelle. Die EFL analysiert, inwiefern KI-gestützte Strategien im Vergleich zu klassischen Asset-Management-Methoden wirtschaftliche und technische Vorteile bieten. Hierzu werden Szenarien simuliert, Ergebnisse validiert und praxisnahe Entscheidungshilfen für Netzbetreiber abgeleitet. Zusätzlich entwickelt die EFL Methoden zur optimalen Darstellung von Modellergebnissen in Form geeigneter Kennzahlen und Visualisierungen. Diese ermöglichen eine transparente und anwendungsfreundliche Nutzung der Ergebnisse durch Asset Manager. Die Erkenntnisse aus dem Projekt fließen in Empfehlungen für Netzbetreiber ein und werden durch Fachveröffentlichungen sowie Branchenforen einer breiteren Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht.

Energetische Querschnittserhebung deutscher Theaterspielstätten und Monitoring des Opern- und Schauspielhauses Köln mit Schwerpunkt Komfortuntersuchungen

Vorhabenziel: Das Forschungsprojekt bearbeitet zwei Schwerpunkte: Die energetische Querschnittsanalyse von deutschen Theaterspielstätten und das Intensivmonitoring des denkmalgeschützten, aktuell in Sanierung befindlichen Opern- und Schauspielhauses Köln nach seiner Wiedereröffnung 2015. Ziel ist die Analyse von 10- 15 charakteristischen Gebäuden für ein Benchmarking der durch ihre Frequentierung stark öffentlich wahrgenommenen Theaterspielstätten. Detaillierte vergleichende Angaben zu Energiekennwerten, Wirtschaftlichkeit, Lebenszykluskosten und Nutzerzufriedenheit wurden für den Gebäudetypus bislang nicht erhoben, diese erfasst das Forschungsprojekt u.a. mit dem Schwerpunkt Komfortuntersuchung im Monitoring. Arbeitsplanung: Für die energetischen Querschnittsanalysen werden Berechnungen mit den Bilanzierungswerkzeugen TEK-Tool und EnerCalc, sowie Kurzzeitmessungen und Nutzerbefragungen durchgeführt. Für das Intensivmonitoring des Opern- und Schauspielhauses wird ein Messkonzept erarbeitet, welches in Phase 2 mit Messungen, Nutzerbefragung, Auswertungen und Optimierungen umgesetzt wird. Ein mögliches Überführen in ein Langzeitmonitoring wird vorbereitet. Geplante Ergebnisverwertung: Das im Forschungsprojekt erarbeitete Energie-Benchmarking für den Gebäudetypus Theaterspielstätten ermöglicht den Häusern eine Positionierung im Bereich Energie und die Identifizierung von Hochverbrauchern. Die erarbeiteten Kennwerte des Gebäudetypus Theaterspielstätten sollen über den Normenausschuss die Nutzungsrandbedingungen für Theater- und Veranstaltungsbauten der DIN 18599 weiter optimieren helfen. Die erfassten Daten erweitern die EnOB-Datenbank um Theaterspielstätten. In die Forschungsarbeiten werden Studierende einbezogen, ein fachübergreifendes Studienmodul 'Optimierung von Sanierungskonzepten mittels Monitoring' wird entwickelt. Die Bilanzierungswerkzeuge TEK und EnerCalc werden über die Lehre weiter verbreitet und die den Entwicklern gespiegelten Erfahrungen mit TEK helfen die Werkzeuge weiter zu optimieren.

Nachhaltige Schiffskabinen für eine Kreislaufwirtschaft im Schiffbau, Vorhaben: Ökonomische Gestaltungsgrundsätze modularer Niedrigenergiekabinen für die maritime Kreislaufwirtschaft und Kabinenklimatisierung

Digitales Toolset zur Effizienzsteigerung und Dekarbonisierung in komplexen Gebäude-, Portfolio- und Quartiersenergiesystemen, Teilprojekt 1: Systementwicklung zur Datensammlung und -verarbeitung

Digitales Toolset zur Effizienzsteigerung und Dekarbonisierung in komplexen Gebäude-, Portfolio- und Quartiersenergiesystemen, Teilprojekt 2: Entwicklung und Validierung des Softwaremodells

Interpretation und Weiterentwicklung des Vergaberechts hinsichtlich der weiteren Integration von Umweltkriterien: Teilvorhaben 1: Stärkung der umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung Rahmenvorhaben

Das Vorhaben dient der Überarbeitung und Weiterentwicklung der UBA-Arbeitshilfen zur praktischen Umsetzung einer rechtssicheren umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung, um Umwelt- und Sozialanforderungen noch stärker in den Beschaffungsprozess integrieren zu können sowie der Begleitung von Aktivitäten und fachliche Zuarbeit, die umweltfreundliche Beschaffung betreffend, auf deutscher, europäischer und internationaler Ebene. Die UBA-Arbeitshilfen, insbesondere Ausschreibungsempfehlungen, Gute Praxisbeispiele, Schulungsskripte und LCC-Tools, müssen den aktuellen Entwicklungen, insbesondere aus fachlicher Sicht, angepasst werden. Zur weiteren Verstetigung und Verbreitung der Aktivitäten des UBA im Bereich der umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung sollen neue Formate erkundet werden, um die Zielgruppe anzusprechen. Dazu gehören z.B. Messestände (wie Kommunale in Nürnberg) oder ein Marktdialog zwischen Unternehmen und Beschaffenden.

Transregio (TRR) 280: Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen - Grundlagen für eine neue Art zu bauen; Transregio (TRR 280): Design Strategies for Material-Minimised Carbon Reinforced Concrete Structures - Principles of a New Approach to Construction, Teilprojekt E01: Nachhaltigkeitsbewertungsmethoden für disruptive Innovationen wie Carbonbeton

Das Hauptziel des Teilprojektes ist die Entwicklung einer umfassenden Methodik zur ganzheitlichen Bewertung der drei Nachhaltigkeitsdimensionen (Life Cycle Sustainability Assessment â€Ì LCSA), die ex ante Nachhaltigkeitsvoraussagen bei der Erforschung materialminimierter Carbonbetonstrukturen ermöglicht und für die Bewertung disruptiver Innovationen genutzt werden kann. Auf operativer Ebene werden hierzu Instrumente der verschiedenen Nachhaltigkeitsdimensionen wie Ökobilanz, Lebenszykluskostenrechnung und Sozialbilanz erforscht und weiterentwickelt.

Entwicklung einer Planungsstrategie, mit der zirkuläre Holzbauweise im Hochhausbau leichter umsetzbar wird und CO2-Emissionen, Ressourceneffizienz mit Investitions- und Lebenszykluskosten planungsbegleitend quantifizierbar werden

Hybride und flexible Batteriesysteme im Bahnverkehr, Teilvorhaben: Auslegung und Simulation hybrider Batteriespeicher in Bahnanwendungen

Der zukünftig weltweit steigende Bedarf an grünen Zuglösungen für nicht-elektrifizierte Bahnstrecken wird zu einer zunehmenden Nachfrage nach Fahrzeigen mit Traktionsbatterien anstelle von Dieselmotoren führen. Bislang sind batterielektrische Züge vor allem mit Lithium-Ionen-Zellen einer Chemie mittlerer Energiedichte ausgestattet, die sehr leistungsfähig, aber auch teuer im Vergleich zu Zellen aus dem Automobilbereich sind. Das Ziel von HyFlexBahn liegt also darin, die Nutzung von günstigen Zellen mit hoher Energiedichte aus dem Automobilbereich in Kombination mit den bewährten Hochleistungszellen zu ermöglichen, um die Energiedichte des Gesamtsystems zu erhöhen und seine Lebenszykluskosten zu verringern. Hierfür müssen im Projekt die grundlegenden Simulationstools für hybride Batteriespeichersysteme mit Zellen unterschiedlicher Chemien geschaffen und parametriert, Systemdesigns simuliert, dazugehörige Betriebsprofile abgeleitet und die Wirtschaftlichkeit bewertet werden.

Hybride und flexible Batteriesysteme im Bahnverkehr, Teilvorhaben: Zellcharakterisierung, Systemauslegung und Wirtschaftlichkeitsanalyse

Der weltweit steigende Bedarf an grünen Zuglösungen für nicht-elektrifizierte Bahnstrecken wird zu einer zunehmenden Nachfrage nach Fahrzeugen mit Traktionsbatterien anstelle von Dieselmotoren führen. Bislang sind batterieelektrische Züge vor allem mit Lithiumionen-Zellen mittlerer Energiedichte ausgestattet, die sehr leistungsfähig, aber auch teuer verglichen mit Zellen aus dem Automobilbereich sind. Das Ziel von HyFlexBahn liegt darin, die Nutzung von günstigen Zellen mit hoher Energiedichte in Kombination mit den Hochleistungszellen zu ermöglichen. Hierdurch sind hohe Energiedichten bei gleichzeitig geringeren Lebenszykluskosten möglich. Im Projekt werden die Simulationstools für hybride Batteriespeichersysteme mit Zellen unterschiedlicher Chemie geschaffen und parametriert, Systemdesigns für verschiedene Betriebsprofile simuliert und die Wirtschaftlichkeit bewertet werden. Die durch Hybridisierung erreichte Flexibilität trägt dazu bei, Batteriezüge wettbewerbsfähiger zu machen und die darin verwendeten Batterien effizient und möglichst lange zu nutzen, sowohl in der ersten Nutzung als auch einem eventuellen Second Life.

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