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Large roof integreted pv array in the aachen combisol plant

Das Projekt "Large roof integreted pv array in the aachen combisol plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NEA Neue Energie Forschung und Entwicklung gGmbH durchgeführt. Objective: - demonstration of an innovative photovoltaic generator, which is integrated harmonically into a biogas plant. - first application of a newly developed roof-integration system offering advantages with respect to costs, material use, cumulated energy consumption, and installation time. After detailed evaluation of the integration system (performance, reliability, etc. ), it will be commercialized on the open market; For subsequent projects, total costs well below 10 DM/Wp are expected. - exploitation of synergy of the newest photovoltaic system technology (string inverter technology, large area modules, plug systems, etc.) leading to improved plant monitoring, optimized energy yield, and reduced installation costs. - significant contribution from PV electricity to the energy supply of the bi-national industrial park Aachen/Heerlen. demonstration of the positive interaction between different RE sources (PV, WIND, Biogas). General Information: In the Combisol concept, it is a main idea to apply an integrated approach. In this approach, the specific requirements of the PV plant are taken into account at a very early stage in the planning phase of the building. For the Combisol plant, the preliminary building plans, which only considered the necessities of the biogas plant, were checked and modified. Optimization criteria were :optimal arrangement, ground plan, and south alignment of the buildings as well as type and slope of the roofs. Moreover, the total plant was changed to an aesthetic and attractive design. The integrated approach can lead to significant synergy effects. In the case of the Combisol plant, roof integration of the PV modules offers the opportunity to save the normal roof skin (trapezoid iron sheet) resulting in a credit of more than DM 120000. The combination of electricity production from a biogas plant and a PV generator will enable some balancing of the total power output. To improve the time behaviour, the biogas plant comprises a gas storage tank. The PV plant consists of a 330kWp generator (BP 585 laminates), which is integrated in the roof of the compost depot. The building suits perfectly well for this application, because the roof contains no chimneys, ventilation shafts, windows, etc. To optimize the usable roof area, a desk roof is used jutting out on each side, resulting in a total area of more than 2400 m?. The electric system design aims at innovative and cost-effective solutions. The most important features are: - use of string inverters with remote computer control - use of electrical plug systems to facilitate rational and simple installation - use of large modules to reduce DC cabling and installation time. The main advantages are: - improved MPP-tracking especially in the case of shadowing - reduced DC cabling and complete saving of field distributors. - reduced production losses in case of inverter failure - improved supervision and control of the plant.

Oneshot-Hinterspritzen für NFK

Das Projekt "Oneshot-Hinterspritzen für NFK" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. Seit ca. 5 Jahren hat sich das Hybridverfahren zum Hinterspritzen von NFK bei der Herstellung von Interieurverkleidungsteilen in der Automobilindustrie etablieren können. Die hinterspritzten Bereiche zeichnen sich jedoch auf den Dekoren ab, weshalb eine Oneshot-Kaschierung bislang nicht möglich ist. Ein Oneshot-Hinterspritzprozess hätte eine Verschlankung mit deutlichen Energie- und Materialeinsparungen zur Folge und würde die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von NFK erheblich fördern.

Teilprojekt: MEA-Entwicklung für den Mikro-Stack

Das Projekt "Teilprojekt: MEA-Entwicklung für den Mikro-Stack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF Fuel Cell GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hoch integrierten Mikrobrennstoffzellensystems, das hinsichtlich Kosten und Gewicht das Optimum des Standes der Technik darstellt. Dazu wird ein Mikro-Brennstoffzellesystem auf Basis von Hochtemperatur-PEM-Technologie entwickelt. PEMEAS entwickelt dafür eine kostenoptimierte Membran-Elektroden-Einheit (MEA) und unterstützt die Projektpartner bei der Anwendung der MEAs. Schwerpunkt bei PEMEAS ist die Reduktion der MEA-Kosten durch Verminderung des Platingehalts um 40 Prozent bei gleich bleibender Leistung. Von PEMEAS werden ausreichende Mengen an MEAs für die Projektpartner hergestellt (Test und Prototyp). Weiterhin wird ein fertigungsfreundliches MEA Design entwickelt, das für den Schritt in die kostengünstige Massenproduktion geeignet ist. PEMEAS unterstützt die Projektpartner bei der Anwendung der MEAs, wie zum Beispiel bei der Auswahl von Stack-Materialien und bei der Ermittlung geeigneter Betriebsbedingungen. Die von PEMEAS entwickelte kostenoptimierte MEA kann über MIMEMIZ hinaus bei anderen Kunden aus dem Bereich der Mikro-BZ eingesetzt werden.

Teil LBF

Das Projekt "Teil LBF" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Standort Kranichstein durchgeführt. Für die tragenden Bauteile von Windkraftanlagen kommen nur Werkstoffe mit einer hohen Wechselfestigkeit und Zuverlässigkeit in Frage. Deswegen und aufgrund der nahezu unbegrenzten konstruktiven Freiheiten sind schon heute ca. 30 % des Gondelgewichts aus duktilem Gusseisen. Besonders in der Offshore-Windenergie sind aufgrund der hohen Risiken Neuentwicklungen ohne Zertifizierung nicht durchsetzbar. Im vorliegenden Projekt wurde auf Basis des bewährten Sphäroguss ein höherfester Werkstoff entwickelt und untersucht. Für die Zertifizierung durch den Germanischen Lloyd wurden umfangreiche Versuchsreihen durchgeführt und zusätzlich ein bruchmechanisches Sicherheitskonzept erarbeitet.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Pflanzenernährung durchgeführt. Übergreifendes Ziel ist die Verbesserung der wissenschaftlichen Grundlagen zur Erhöhung der P Effizienz in landwirtschaftlichen Böden bei Erhalt ihrer P-Fruchtbarkeit und unter Einsatz neuer Technologien. WP1.3 beschäftigt sich mit der Identifizierung von Mikroorganismen, die die Mobilisierung von P katalysieren und deren Einfluss auf andere Nährstoffkreisläufe. Ferner soll die Rolle von Mikroorganismen als labiler (leicht verfügbarer P Speicher) untersucht werden. WP2.1 befasst sich mit einer langfristig nachhaltigen Nutzung der P-Reserven von Böden und damit der Einsparung mineralischer P-Quellen. Basis sind bis zu 40-jährige Langzeitfeldexperimente sowie Versuche in landwirtschaftlichen Betrieben, die die standortspezifische Wirkung einer P-Düngung prüfen und mit Hilfe von Standortdaten zur P-Dynamik bewerten und interpretieren. Die Erfassung von Pflanzen- und Bodenparametern geschieht mit Hilfe modernster Nah- und Fernerkundungssensoriken.

Teilvorhaben: Entwicklung von Packstoffen und Packmitteln auf Basis der Strukturiertechnik der Dr. Mirtsch GmbH

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von Packstoffen und Packmitteln auf Basis der Strukturiertechnik der Dr. Mirtsch GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berndt und Partner durchgeführt. Die von der Dr. Mirtsch GmbH, Teltow, entwickelte Strukturiertechnik laesst sich nach unserer Einschaetzung auch fuer Verpackungen anwenden. Ausgewaehlte Laborversuche scheinen dieses zu belegen. In diesem Falle koennten Verpackungen - bei gleicher Funktionstauglichkeit - wesentlich leichter bzw. duenner gestaltet werden. Der oekonomische und oekologische Nutzen laege in dem wesentlich geringeren Einsatz an Verpackungsmitteln. Da 50 v.H. aller Verpackungsaufwendungen in der Ernaehrungsindustrie anfallen, waere dies ein bedeutender Beitrag zum integrierten Umweltschutz dieses Wirtschaftszweiges. Der Arbeitsplan umfasst die Teilaufgaben: - Vorarbeiten, Marktsichtung und -bewertung - Packstoffoptimierung: Derzeitige Packstoffe pruefen, bewerten und im Hinblick auf die Woelbstrukturierung optimieren. - Packmitteloptimierung: Bekannte Packmittel mit den woelbstrukturierten Packstoffen neu konstruieren, Muster bauen und optimieren. - Markteinfuehrung: Den Nutzen belegen und fuer ausgew. Packmittel die Technik im Detail erarbeiten und mit den Betrieben im Markt einfuehren.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. durchgeführt. Derzeitig werden Polyelektrolyte zur Flockung von Abwasserströmen zwingend mit Frischwasser aufbereitet, hohe Kosten und mangelnde Effizienz der Ressource Wasser sind die Folge. Das Vorhaben adressiert mit einer kompletten Prozesskette zwei Anliegen: Es werden Mittel und Wege für eine nachhaltige Frischwassereinsparung vorgestellt, die gleichzeitig an eine Reduktion des Flockungsmittelbedarfs gekoppelt ist. Steigende Materialkosten stellen einen beträchtlichen Kostenfaktor bei der Herstellung von Papier dar. Ein wesentlicher Anteil wird durch die Frischwasserkosten und Flockungsmittel verursacht. Während 1970 noch ca. 200 m3 Wasser pro t Papier verbraucht wurden, sind es heute lediglich kleiner als 15 m3/t, einige Fabriken fertigen heute schon in geschlossenen Wasserkreisläufen. Derzeitig werden in einer Feinpapierfabrik allein zur Auflösung/Verteilung von chemischen Additiven ca. 35 % des Frischwassereinsatzes benötigt. Erste prinzipielle experimentelle Arbeiten charakterisieren die einzelnen Verfahrensschritte bei der Polyelektrolytlösung wie Quellung, Gelzerfall und Kettenstreckung mittels neuen physikalisch-chemischen Methoden. Die Einflüsse von Schergefälle, Temperatur, Verweilzeit und Elektrolytzusatz auf die Maximierung der Lösegeschwindigkeit werden im Einzelnen und in Kombination geprüft. Die Flockungseffizient dient als wesentlicher Kontrollfaktor. Im Gegensatz zum Frischwasser enthalten Prozesswässer zusätzliche Elektrolyte und organische Störsubstanzen. Für die Substitution von Frischwasser ist der Einfluss dieser Stoffe auf die Lösegeschwindigkeit und die Flockungseffizienz essenziell. An Hand von realen industriellen Kreislaufwässern wird dieser Sachverhalt geprüft und bewertet. Im Ergebnis dieser Untersuchungen wird ein Anlagen-Prototyp gebaut, mit dem im Technikum reale Stoffsysteme geprüft und beurteilt werden. Diese Modellanlage wird außerdem in Papierfabriken bei den Sortenprogrammen graphischer Papiere bzw. Verpackungspapier bewertet.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SMS group GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Effizienzsteigerung des Kühlwassereinsatzes zur Verringerung des Frischwasserverbrauchs. Konkret wird eine Halbierung der Absalzwassermenge als realistisches Ziel angesehen - für einen durchschnittlichen Stahlstandort ergibt sich eine Wassereinsparung von bis zu 800.000 m3/a. Der Lösungsweg besteht in der Verfahrensentwicklung zur Salzabtrennung aus Kreislaufwasser, Zusatzwasser und Absalzwasser. Durch die bedarfsgerechte Dosierung und Abstimmung von Kühlwasserchemikalien auf die Wasserbehandlung sollen der Salzeintrag und damit der Wasserverbrauch zusätzlich gesenkt werden. Dies ist nur durch Entwicklung und Einsatz eines Simulationstools für das gesamte Kreislaufwassersystem möglich. Mit der Effizienzsteigerung werden folgende Ziele erreicht: Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von gekühlten Prozessen, Schutz der natürlichen Wasserquellen vor Verunreinigung durch Zusätze und Salze und geringere Abhängigkeit des Produktionsprozesses von der Wasserverfügbarkeit. In Europa, in Ländern ohne Wassermangel, wird ein Marktpotential für das Recycling von Wasser zur Einsparung von Betriebskosten für die Aufbereitung von Zusatzwasser sowie die Behandlung vom Absalzwasser gesehen. Weltweit, insbesondere in Gebieten mit Wassermangel, wird ein Marktpotential für die entwickelte Verfahrenskombination zur Salzentfernung und hocheffizienten Wasserkreislaufführung gesehen. AP 1: Situationserfassung und detaillierte Zieldefinition (07/16 - 12/16) AP 3: Verfahrensentwicklung zur Entsalzung im Labormaßstab (07/16 - 12/17) AP 4: Simulation der Stoffströme der ausgewählten Kreisläufe (10/16 - 12/18) AP 5: Betriebliche Erprobung der entwickelten Verfahren in Vor-Ort-Versuchen an zwei Kreisläufen mit direkter/indirekter Kühlung (01/18 - 12/18) AP 6: Erstellung spezifischer Verfahrenskonzepte und Durchführung einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung (01/19 - 06/19) AP 8: Koordination, Ergebnistransfer, Capacity Development (07/16 - 06/19).

Teilvorhaben 4: LCA

Das Projekt "Teilvorhaben 4: LCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Thermodynamik, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Kohlendioxid ist als einer der Hauptverursacher des Treibhauseffekts schädlich fürs Klima. Im Projekt 'Production Dreams' soll es indes klimafreundlich genutzt werden - als Grundbaustein elastischer Kunststoffe, sogenannter Elastomere. Elastomere werden in der Automobil-, Elektro- und Bauindustrie sowie im Maschinenbau benötigt. Darüber hinaus finden sie auch Verwendung in der Produktion für Haushalt und Medizintechnik. Synthetische Elastomere basieren normalerweise komplett auf Erdöl. Bei ihrer Herstellung lassen sich nun in einem Vorprodukt rund 25 Prozent des üblicherweise verwendeten Öls durch CO2 ersetzen. Das Ergebnis sind sogenannte Polyethercarbonat-Polyurethane, die zu Elastomeren weiterverarbeitet werden können. Die mit Hilfe von CO2 hergestellten Elastomere besitzen dieselbe hohe Qualität wie diejenigen, die nur aus petrochemischen Rohstoffen bestehen. Gleichzeitig ist das großtechnische Verfahren, das die Projektpartner erarbeiten und umsetzen wollen, wesentlich energieeffizienter. Es benötigt auch weniger Lösemittel und hat daher eine deutlich bessere Ökobilanz als konventionelle Prozesse. Da weniger Erdöl eingesetzt wird, werden zudem die Verarbeitungsschritte bis zu dessen Einsatz im Elastomer vermieden - das spart im gesamten Prozess wiederum CO2-Emissionen und Energie. Durch den Einsatz von Kohlendioxid wird somit die begrenzte Ressource Erdöl geschont und gleichzeitig die Rohstoffbasis der Chemie- und Kunststoffindustrie erweitert. Einzelne Chargen des neuartigen Materials konnten im Labor bereits hergestellt werden. Im Verlauf des dreijährigen Projekts soll nun ein kontinuierliches Verfahren entwickelt werden, das eine wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab ermöglicht. Am Projekt beteiligt sind der Kunststoff-Hersteller Covestro und zwei Partner aus der Wissenschaft: Die RWTH Aachen University mit dem Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung (IKV) und dem Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) sowie die Technische Universität Berlin mit dem Lehrstuhl für Technische Chemie und Mehrphasen-Reaktionstechnik.

Teilprojekt Jowat SE

Das Projekt "Teilprojekt Jowat SE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jowat SE durchgeführt. Das Vorhaben betrifft die Gewinnung von pflanzlichen Proteinen mit mizellarer Struktur aus Reststoffen der Lebensmittelindustrie sowie die Entwicklung eines Klebstoffes auf Basis dieser Proteine. Dieser soll als Kaschierklebstoff in Lebensmittelverpackungen zum Einsatz kommen. Aufgrund der speziellen Struktur der Proteine soll der Klebstoff eine geringe Durchlässigkeit gegenüber Sauerstoff aufweisen und zudem eine hohe Verbundhaftung gewährleisten. Die Kombination beider Eigenschaften in einem Material soll den Schutz des verpackten Lebensmittels sicherstellen, die Substitution erdölbasierter Polymere ermöglichen und zugleich die Zahl der Schichten in Mehrschichtverbunden reduzieren. Dies hat eine erhebliche Materialeinsparung zur Folge und leistet somit einen wertvollen Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Lebensmittelindustrie. Da der proteinbasierte Klebstoff zudem durch Enzyme relativ leicht in Lösung überführt werden kann, ermöglicht dessen Einsatz eine sortenreine Trennung der Kunststoffschichten und erleichtert somit das Recycling der Verpackung. Um das Vorhaben strukturiert und effizient zu verfolgen, sind die Aufgaben in Arbeitspaketen definiert. Zunächst ist das Verfahren der Mizellenproteingewinnung auf proteinreiche Reststoffe der Lebensmittelindustrie anzupassen und zu optimieren. Auf Basis der dabei extrahierten Proteine sind Klebstoffformulierungen zu entwickeln und hinsichtlich Applizierbarkeit, Barriere und Adhäsion zu optimieren. Die verschiedenen Klebstoffe sind auf verschiedene Papier- und Polymersubstrate zu applizieren. Dabei soll eine Optimierung der Beschichtungsparameter erfolgen. Die dabei im Labormaßstab hergestellten Mehrschichtverbunde sind hinsichtlich aller relevanter Eigenschaften zu charakterisieren. Auf Basis dieser Ergebnisse kann eine weitere Anpassung der Formulierung erfolgen. Abschließend sind die Verfahren der Proteinextraktion, der Formulierung sowie der Herstellung von Mehrschichtverbunden in den Pilotmaßstab zu übertragen.

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