Das Projekt "Fühler im Netz 2 - Einsatz von Big Data und KI bei der Nutzung des FiN Ansatzes zur Zustandserfassung von Netzen und Anlagen im Verteilnetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergische Universität Wuppertal, Fachbereich E, Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik durchgeführt. Im Projekt 'Fühler im Netz' (FiN) (Projektzeitraum 2014 bis 2017) ist es gelungen, drei Herausforderungen der Energiewende (Errichten einer Kommunikationsinfrastruktur, Anlagenzustandserfassung, insbesondere von Kabelanlagen, Netzzustandsüberwachung) zu adressieren und im Labor- bzw. Feldtestmaßstab erste praxistaugliche Lösungen zu demonstrieren. Mit dem FiN Ansatz können Synergien bei der Bewältigung der drei Heraus-forderungen gehoben und sehr kostengünstige Methoden der Zustandsüberwachung bereitgestellt werden. Der Fokus von 'Fühler im Netz 2.0' liegt auf dem Ausweiten der Möglichkeiten zur Anlagen- und Netzzustandsüberwachung und dem Heben von Optimierungspotentialen, die sich aus der Erfassung und Analyse von Massendaten ergeben. 'Fühler im Netz 2.0' soll eine ganzheitliche Erfassung des Zustands von Netzen und Anlagen im großen Maßstab ermöglichen. Dafür werden Erkenntnisse über Spannungsverläufe und Fingerprints im BPL-Spektrum vertieft und Big Data Analysen ebenso wie Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angewendet. Es werden Systemintegrationen von günstiger Sensorik und BPL getestet und in großen Gebieten Dauertests durchgeführt, um lernende Systeme mit der erforderlichen Menge an Daten zu versorgen. Der Einsatz von Big Data und KI verspricht einen massiven Erkenntnisgewinn bei den FiN Grundlagen (Vorgängerprojekt) und methodische Ansätze zum sicheren und effizienten Betrieb einer sich sukzessive verändernden Netz- und Anlagenlandschaft im Niederspannungsnetz.
Das Projekt "Analyseverfahren zur Bestimmung des Chrom-Gehaltes in Boeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umweltchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Bei der Ableitung von Pruef- und Massnahmewerten fuer untergesetzliche Regelungen zum Bodenschutz sind auch Werte fuer Chrom im Gespraech. Unerlaesslich bei dieser Fragestellung ist die Betrachtung der Wertigkeitsstufe von Chrom, da Cr(VI) gegenueber Cr(III) etwa 1.000 mal toxischer ist. Bisher existiert nur ein genormtes Verfahren zur Bestimmung von Cr(VI) in Waessern. Aufgabe des Vorhabens ist es, auf der Grundlage der vorhandenen Kenntnisse ein Verfahren zu entwickeln und die Anwendbarkeit fuer verschiedene belastete Boeden zu erproben.
Das Projekt "Einsatz der Nah-Infrarot Spektroskopie (NIRS) zur Ermittlung der Masse und Verteilung von Feinwurzeln in Waldböden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. Feinwurzeln sind für Untersuchungen der Interaktionen von Boden und Pflanze, sowie des unterirdischen Kohlenstoff- und Nährstoffkreislaufs von sehr großer Bedeutung. In der Vergangenheit basierten diese Untersuchungen entweder auf Feinwurzeln, die durch Bohrungen mitsamt Boden gesammelt und anschließend im Labor analysiert wurden, auf Profilmethoden, oder auf der Beobachtung von Feinwurzeln durch (Mini-) Rhizotrone. Letztere Methoden sind in ihren Einsatzmöglichkeiten limitiert und werden Anforderungen an große Probenzahlen nicht gerecht. Bei der Entnahme von Bohrkernen müssen Feinwurzeln zunächst vom Boden getrennt werden, bevor sie nach Art, Vitalität oder Durchmesser sortiert werden. Dies ist sehr zeit- und arbeitsintensiv. Die hohe räumliche und zeitliche Variabilität von Feinwurzelparametern erfordert aber einen hohen Probendurchsatz um zu gesicherten Aussagen zu kommen. In dem beantragten Projekt soll untersucht werden ob die Nahinfrarot-Spektrospkopie (NIRS) eingesetzt werden kann, um Feinwurzeln verschiedener Pflanzenarten, lebende und tote Wurzeln sowie Wurzel und Bodenmaterial anhand ihrer spektralen Eigenschaften zu unterscheiden und zu quantifizieren. Dies würde in Zukunft das aufwendige Sortieren von Wurzelfraktionen oder auch die Trennung von Wurzeln und Boden erübrigen. Diese Vereinfachung kann unser Verständnis der Dynamik des unterirdischen Ökosystems deutlich vorantreiben. Die NIRS Methode zur Feinwurzelbestimmung soll für forstwirtschaftlich bedeutsame Arten und für eine Bandbreite von Standorten durchgeführt werden, die sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften unterscheiden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Power Plus Communications AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Power Plus Communications AG durchgeführt. 'Fühler im Netz 2.0' soll eine ganzheitliche Erfassung des Zustands von Netzen und Anlagen im großen Maßstab ermöglichen. Dafür werden Erkenntnisse über Spannungsverläufe und Fingerprints im BPL-Spektrum vertieft und Big Data Analysen ebenso wie Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angewendet. Es werden Systemintegrationen von günstiger Sensorik und BPL getestet und in großen Netzgebieten Dauertests durchgeführt, um lernende Systeme mit der erforderlichen Menge an Daten zu versorgen. Der Einsatz von Big Data und KI verspricht einen massiven Erkenntnisgewinn bei den FiN Grundlagen und methodische Ansätze zum sicheren und effizienten Betrieb einer sich sukzessive verändernden Netz- und Anlagenlandschaft im Niederspannungsnetz. Im Projekt wird das FiN Gesamtsystem (Breitband-Powerline-Kommunikation mit integrierter Messsensorik für netzdienliche Mehrwerte) erheblich weiterentwickelt. Sowohl im Bereich der Messsensorik als auch im Bereich der BPL-Spektrumsanalyse auf Basis der Kanalcharakteristik soll eine genauere und effizientere Datenerfassung und -bereitstellung erzielt werden. Die weiterentwickelte Erfassung der Kanalcharakteristik wird die Detektion von Netz- und Anlagenzuständen deutlich verbessern. Auf Basis einer Prototypenentwicklung sollen zudem weitergehende Änderungen an Hardware und Software vorgenommen werden, die noch detailliertere Analysen (bis hin zum Millisekundenbereich) ermöglichen. Darüber hinaus soll außerdem die Integration von dezentraler Intelligenz zur automatisierten Vorauswahl und Vorverarbeitung von Daten untersucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG (EVL) durchgeführt. 'Fühler im Netz 2.0' soll eine ganzheitliche Erfassung des Zustands von Netzen und Anlagen im großen Maßstab ermöglichen. Dafür werden Erkenntnisse über Spannungsverläufe und Fingerprints im BPL-Spektrum vertieft und Big Data Analysen ebenso wie Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) angewendet. Es werden Systemintegrationen von günstiger Sensorik und BPL getestet und in großen Gebieten Dauertests durchgeführt, um lernende Systeme mit der erforderlichen Menge an Daten zu versorgen. Der Einsatz von Big Data und KI verspricht einen massiven Erkenntnisgewinn bei den FiN Grundlagen und methodische Ansätze zum sicheren und effizienten Betrieb einer sich sukzessive verändernden Netz- und Anlagenlandschaft im Niederspannungsnetz. Spezifische Ziele der EVL: - Weiterverfolgung & Weiterentwicklung des 'Fühler im Netz' Ansatzes zur Kabeldiagnose - Suche nach typischen Fingerprints von z.B. Störquellen oder defekten Muffen im BPL-Spektrum - Analyse der Kabelzustandsdiagnostik zur Findung einer Lebensdauerkurve - Erkennung kurzfristig drohender Ausfälle - Konzept wie die Ergebnisse der Kabeldiagnose weiterverwendet werden können, z.B. im Asset-Management oder in der Netzbetriebsführung - Nutzung der tiefer im Niederspannungsnetz erfolgenden Spannungsmessung zum Nachweis der Einhaltung des Spannungsbandes (im Falle von Reklamationen) - Nutzung der Spannungs- (und Stromdaten) zur Nachverfolgung bzw. Vorhersage der Netzbelastung und Ausbaureserve durch z.B. Elektromobilität oder dezentrale Einspeiser - Erforschung einer Methode zur schnelleren Fehlerstellenortung im Niederspannungsnetz anhand von BPL-Spektrumsdaten, z.B. eine defekte Sicherung
Das Projekt "Entwicklung qualitativer und quantitativer Methoden der Analyse von Gamma-Spektren unter Anwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Envinet GmbH durchgeführt. Zur Bewältigung von radiologischen Notfällen unterhält das BMU ein radiologisches Lagezentrum des Bundes (RLZ). Bestandteil des RLZ ist die Messzentrale, mit Zuständigkeit für die Zusammenführung von Messdaten der Bundes- und Ländermesssysteme, bestehend aus stationären, mobilen und Labor-Systemen. Wesentliche Teile dieser Systeme liefern nuklidspezifische Daten, die entscheidend sind für eine sachgerechte Bewertung der radiologischen Lage. Auch im ODL-Messnetz werden künftig zunehmend spektroskopische ODL-Sonden eingesetzt. Die Spektren werden aktuell sowohl mit Hilfe der Peak- als auch der Full-Spektrum-Methode automatisch analysiert. Beide Verfahren setzen voraus, dass die Ergebnisse der Spektrenanalyse von Experten auf Korrektheit überprüft werden. In dem Vorhaben sollen unter Anwendung der Methoden der künstlichen Intelligenz automatische Verfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse von Gamma-Spektren entwickelt werden. Ziel der qualitativen Methode ist die Unterscheidung von künstlichen und natürlichen Effekten (insbesondere dem niederschlagsbedingten Anstieg der Umgebungsäquivalentdosisleistung). Bei der quantitativen Methode sollen hingegen die Beiträge einzelner Radionuklide in einem Spektrum selektiv dargestellt werden. Für das Trainieren der Algorithmen steht ein umfangreicher Satz experimentell ermittelter Spektren zur Verfügung. Ferner besteht eine Monte-Carlo-basierende Anwendung zur Spektren-Simulation, die für die Zweck der Untersuchung anzupassen und anschließend anzuwenden ist. Bei der Entwicklung der Methode wird auch berücksichtigt, dass sich ein Nutzen ergibt für die Zwecke von Labormessungen und der nuklearspezifischen Gefahrenabwehr.
Das Projekt "Mikrobielle Gemeinschaften und Stoffwechselwege, die für den chemolithoautotrophen Energie- und Kohlenstofftransfer am Mittel-Atlantischen Rücken verantwortlich sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie, Abteilung Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. Dieser Antrag bezieht sich auf die Erforschung zeitlicher und räumlicher Variationen chemolithoautotropher Mikroorganismen an verschiedenen Hydrothermalsystemen des Mittelatlantischen Rückens. Generell soll der Transfer von Energie und Kohlenstoff aus der geologischen in die biologische Welt durch mikrobielle Stoffwechselwege untersucht werden. Die Schwerpunkte bilden zum einen die Untersuchung der Funktion der Substrate und der chemischen Fluidkomponenten als Energiequelle für die autotrophen Gemeinschaften und zum anderen die Erforschung der verwendeten CO2 Fixierungswege. In diesem Zusammenhang sind die Epsilonproteobacteria von besonderem Interesse. Um die angeführten Ziele zu erreichen, werden molekularbiologische Methoden wie auch Kultivierungsexperimente verwendet. Die Antragstellerin wird mit Geophysikern, Geochemikern und Geologen kooperieren, da die mikrobiologischen Untersuchungen auf eine gründliche physiko-chemische und mineralogische Charakterisierung des umgebenden Habitats, in dem die chemolithoautotrophen Organismen leben, angewiesen sind. Die Forschungsergebnisse werden unser Wissen zu den frei lebenden chemolithoautotrophen Mikroorganismen und ihrer Funktionalität erweitern, wie auch zu einem besseren Verständnis von geologisch-biologischen Interaktionen an hydrothermalen Tiefseequellen führen.
Das Projekt "CEDIM-Projekt: Hochwasserregionalisierung Sachsen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Durch die kurze Zeitreihen von Abflusszeitreihen und die wenige darin enthaltenen Extremereignissen ergeben sich große Unsicherheiten bei der Abschätzung von Hochwasserereignissen mit einem Wiederkehrintervall größer als 100 Jahren. Für die Ermittlung von seltenen Hochwässern sollte die lokale Hochwasserstatistik an einem Pegel daher durch zusätzliche Informationen gestützt werden. Eine Variante besteht in der Ermittlung von zusätzlichen Stützstellen im Extrapolationsbereich. Diese Stützstellen können durch obere Grenzen von bislang in vergleichbaren Klimaregionen beobachteten Hochwasserabflüssen bereitgestellt werden. Die Regionalisierung von Hochwasserkenngrößen ist eine weitere Methode, um zusätzliche Informationen zu erhalten. Nach dem Prinzip 'trading space for time wird bei einer Hochwasserregionalisierung die limitierte Abflussmessreihe an einem Pegel durch die Hinzunahme von Zeitreihen von benachbarten Pegeln aus einer vergleichbaren hydrologischen Region erweitert. Mit der Methode der Hochwasserregionalisierung können ausgewählte Hochwasserquantile auf unbeobachtete Gebiete übertragen werden. Forschungsziele: Abschätzung von oberen Grenzen durch die Anwendung von empirischen und probabilistischen Hüllkurven; Integration der oberen Grenzen in die Hochwasserstatistik; Entwicklung und Anwendung eines Regionalisierungsansatzes basierend auf Prozesstypen; Ermittlung von ausgewählten Hochwasserquantilen für alle Gemeinden in Sachsen.
Das Projekt "Optimierung der Verbrennungsvorgänge in Stückholzfeuerungsanlagen mittels sensorischer und katalytischer Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der Energieträger Holz wird vor dem Hintergrund weiter steigender Mineralölpreise für die privaten Haushalte in ländlichen Regionen zunehmend an Bedeutung gewinnen, da die Verfeuerung von Stückholz, sei es in Kachelofeneinsätzen oder in zentralen Stückholzheizkesseln, eine sehr preiswerte Alternative darstellt, wenn das Scheitholz in Eigenarbeit bereitgestellt werden kann. Angesichts der sehr komplexen Scheitholz-Verbrennungsprozesse geht die Verfeuerung von Scheitholz allerdings mit erheblichen Umweltbelastungen einher (Emission von toxischen aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen bei unvollständiger Verbrennung), da die Brennraumgeometrien und Abgasführungen der meisten Verbrennungsanlagen nicht optimiert sind und die Möglichkeiten der sensorgeführten Prozesssteuerung nicht dem Stand der Technik entsprechend genutzt werden. In diesem Förderprojekt haben sich die Antragsteller zum Ziel gesetzt, durch den Einsatz geeigneter Sensoren die Schlüssel-Parameter Verbrennungstemperatur, Restsauerstoffgehalt und CO/HC-Gehalt kontinuierlich und in-situ im Abgas zu messen und diese Daten als Eingangsgröße für die kontinuierliche Regelung der Verbrennungsluft zu nutzen. Hierzu ist ein geeigneter Regelungsalgorithmus zu entwickeln, mit dem es gelingen sollte, die Emission der Schadstoffe pro erzeugte Wärmeeinheit wirksam herabzusetzen. In einem zweiten Schritt werden die Möglichkeiten des Einsatzes eines Oxidationskatalysators zur Unterstützung der Nachverbrennung insbesondere bei niedrigen Verbrennungstemperaturen geprüft. Diese Untersuchungen werden an feuerungstechnisch weitgehend optimierten Verbrennungsanlagen durchgeführt. Unsere Kooperationspartner stellen sowohl eine Kachelofeneinsatz (Typ SF10SK, Brunner GmbH, Eggenfelden) als auch einen Stückholz-Heizkessel (Typ Vitolig 200, Viessmann GmbH, Allendorf) zur Durchführung des Vorhabens zur Verfügung. Fazit: Die Projektergebnisse sprechen für sich und sollten in Anbetracht der hohen Umweltbelastungen durch zunehmende Nutzung von Holzfeuerungsanlagen zur Wärmegewinnung mit Nachdruck im Rahmen der Entwicklung moderner Verbrennungsanlagen umgesetzt werden. Hierzu ist allerdings auch der Gesetzgeber gefordert, die nötigen gesetzlichen Rahmenbedingungen (1. BImSch) vorzugeben.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 9 |
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| Förderprogramm | 9 |
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| Boden | 5 |
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