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Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Labor Mess- und Regelungstechnik durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schäffler sinnogy durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GridSystronic Energy GmbH durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teilprojekt: Entwicklung von Hard-, Firm- und Software für das Photometergerät PrimeLab 2.CHIP

Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung von Hard-, Firm- und Software für das Photometergerät PrimeLab 2.CHIP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von 420nm UG durchgeführt. Entwicklung eines Gerätes und Verfahrens zur parallelen, photometrischen Auswertung von bis zu 7 verschiedenen Wasserqualität-Parametern unter Verwendung der Mikrofluidischen-Technologie in Verbindung mit einem Photometergerät, welches die JENCOLOR Sensorik zur Auswertung spektraler Daten verwendet und somit 400 Wellenlängen im sichtbaren Farbspektrum simultan ausliest. Zielsetzung Teilprojekt: 420nm UG wird im Rahmen des MICROCHIP-Projektes das Photometer 'PrimeLab 2.CHIP' entwickeln. Dazu wird zunächst ein Konzept zur Hardware- und Software-Architektur des Gerätes festgelegt und dieses schrittweise umgesetzt. Die notwendigen Features sowohl für das neuartige Testverfahren als auch für die interne Verarbeitung der Messerergebnisse und schließlich für die Benutzerschnittstelle werden implementiert. Zu diesen Features zählen u.a. ein Touchscreen-Display, Bluetooth-Datenübertragung, Smartphone-App, Software für Desktop-Betriebssysteme sowie Cloud-Dienste für den Datenabgleich unter mehreren Anwendergeräten. Ferner wird 420nm UG die Entwicklung des Chip-Designs im Bezug auf die Rahmenbedingungen der einzusetzenden Hardware unterstützen.

Teilprojekt 10

Das Projekt "Teilprojekt 10" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Medizinische Hochschule Brandenburg CAMPUS GmbH, Institut für Mikrobiologie & Virologie durchgeführt. 1. Vorhabenziel Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines Hygiene-On-Line-Monitoring-Systems (HOLM) zur hygienischen Überwachung von Trink- und Rohwasser. Zur zukunftsgerechten Auslegung des Systems sollen auch wesentliche Rahmenbedingungen, wie z.B. Klimawandel oder demographischer Wandel und deren wasserwirtschaftliche Implikationen berücksichtigt werden. Die Realisierung erfolgt durch ein Technologie-Konsortium, das innovative Ankonzentrierungs- und Analysesysteme erstmalig so miteinander koppelt. Zusammen mit dem IMTEK zeigt sich die MHB verantwortlich für den Aufbau eines mikrosystemtechnisch-basierten Mikroanreicherungs- und Mikropräparationsmoduls zur weiteren Aufkonzentrierung der Mikroorganismen aus ca. 1 ml zu ca. 10 Mikro l, welches sich im Gesamtsystem direkt an die Aufkonzentrierung des Projektpartners TUM-IWC anschließt. In einem zweiten Teilbereich des Projektvorhabens sollen die Nukleinsäuren so aufbereiten werden, dass sie in späteren Modulen mittels einer 'isothermen Amplifikation' und 'Detektion' verwendet werden können. In einem weiteren Schritt des Teilvorhabens sollen mit dem Lab-on-chip Modul die Mikroorganismen insoweit präpariert werden, dass diese für eine Analyse in einer Lebend/Tot Detektion geeignet sind.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen und Strömungsmechanik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines miniaturisierten ölfreien Kompressors zur transkritischen Druckerhöhung von CO2. Der Kompressor soll über einen CO2 gekühlten integrierten Hochdrehzahl-Elektroantrieb verfügen. Hierbei sind insbesondere die Hochdrehzahllagerung und -abdichtung zu erforschen. Die Entwicklung des ölfreien CO2-Kompressors soll für CO2-Großwärmepumpen erfolgen. Durch die stoffliche Verwertung von CO2 sowie durch die Erhöhung der Energieeffizienz sollen die CO2 Emissionen reduziert werden. Es sollen bisher nicht nutzbare Niedertemperatur-Wärmepotenziale in kommunalen und industriellen Prozessen verwertet werden. Der Projektablauf ist in sechs Arbeitspakete unterteilt. Diese Arbeitspakete beinhalten die Forschung bezüglich der Hochdrehzahllagerung und -abdichtung sowie der aerodynamischen und hydraulischen Kompressorauslegung, die Modellierung und die experimentellen Untersuchung der Mechanik des Kompressors, die Ermittlung der Scherkraftverluste sowie Forschung zum Hochdrehzahl-Elektroantrieb. Weiterhin umfassen die Arbeitspakete Entwicklung und Test der Schlüsselkomponenten und der Teilsysteme. Weiterhin sieht der Projektablauf die Entwicklung, den Bau und den Test eines Funktionsmusters vor.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Thermische Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines miniaturisierten ölfreien Kompressors zur transkritischen Druckerhöhung von CO2. Der Kompressor soll über einen CO2 gekühlten integrierten Hochdrehzahl-Elektroantrieb verfügen. Hierbei sind insbesondere die Hochdrehzahllagerung und -abdichtung zu erforschen. Die Entwicklung des ölfreien CO2-Kompressors soll für CO2-Großwärmepumpen erfolgen. Durch die stoffliche Verwertung von CO2 sowie durch die Erhöhung der Energieeffizienz sollen die CO2 Emissionen reduziert werden. Es sollen bisher nicht nutzbare Niedertemperatur-Wärmepotenziale in kommunalen und industriellen Prozessen verwertet werden. Der Projektablauf ist in sechs Arbeitspakete unterteilt. Diese Arbeitspakete beinhalten die Forschung bezüglich der Hochdrehzahllagerung und -abdichtung sowie der aerodynamischen und hydraulischen Kompressorauslegung, die Modellierung und die experimentellen Untersuchung der Mechanik des Kompressors, die Ermittlung der Scherkraftverluste sowie Forschung zum Hochdrehzahl-Elektroantrieb. Weiterhin umfassen die Arbeitspakete Entwicklung und Test der Schlüsselkomponenten und der Teilsysteme. Weiterhin sieht der Projektablauf die Entwicklung, den Bau und den Test eines Funktionsmusters vor.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Lehrstuhl für Sensoren durchgeführt. Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines Hygiene-On-Line-Monitoring-Systems (HOLM) zur hygienischen Überwachung von Trink-, Roh- und Abwasser. Zur zukunftsgerechten Auslegung des Systems sollen auch wesentliche Rahmenbedingungen, wie z.B. Klimawandel oder demographischer Wandel und deren wasserwirtschaftliche Implikationen berücksichtigt werden. Die Realisierung erfolgt durch ein Technologie-Konsortium, das innovative Anreicherungs- und Analysesystem erstmalig so miteinander koppelt, dass eine automatiserte Vor-Ort-Analytik direkt am Wasserleiter erzielt werden kann. Das IMTEK LS Sensoren zeigt sich verantwortlich für den Aufbau eines mikrosystemtechnisch-basierten Mikroanreicherungs- und Mikropräpationsmodul zur weiteren Aufkonzentrierung der Mikroorganismen aus ca. 1 ml zu ca. 20 Mikroliter, welches sich im Gesamtsystem direkt an die Makroanreicherung des Projektpartners TUM-IWC anschließt. Das Konzentrat der Mikroorganismen soll in einem zweiten Teilbereich des Vorhabens die Nukleinsäuren so aufbereiten, dass diese direkt in den späteren Modulen 'isothermale Amplifikation' und 'Detektion im MCR3-System' verwendet werden können. Ein weiteres Ziel des Teilvorhabens am IMTEK-Sen ist im Mikroanreicherungsmodul vor der geplanten Extraktion der Nukleinsäure das Konzentrat für weitere Analysen insoweit zu präparieren, dass Mikroorganismen für die Analyse einer Lebend/Tot Detektion geeignet sind siehe Anlage Teilprojekt Vorhaben IMTEK.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Micro-Sensys GmbH durchgeführt. In dem geplanten Projekt wird ein RFID-Monitoring System entwickelt, für den weltweiten Einsatz in der Erforschung und Haltung der Honigbiene und anderer Insekten. Dieses System besteht aus neuen, bisher technologisch weltweit noch nicht realisierten RFID Transpondern und den ebenfalls neu zu entwickelnden Detektorantennen. Das geplante System erleichtert wesentlich die Identifizierung und die Beobachtung des Verhaltens von Bienen. In einer für Imker geplanten Variante ermöglicht das System das Auffinden der Bienenkönigin im Stock sowie die Überwachung der Vitalität der Königin. Für die Bienenforschung wird die Möglichkeit der Integration von Zusatzfunktionen wie z.B. Datenlogger zur Aufzeichnung der Bewegungen der Biene oder Messung von Temperatur, Feuchtigkeit oder anderen Größen am Ort der Biene entwickelt. Die technische Lösung basiert auf der Nutzung von sehr hohen Frequenzen (UHF) von 868 MHz. Zunächst werden umgebungsrelevante Felduntersuchungen vorgenommen und in Vorbereitung der physischen Transponderentwicklung RFID-Chip- und Antennengeometrien simuliert. Nachfolgend werden Wechselwirkungsuntersuchungen zu Antennenstrukturen der Readerantenne im Bienenstock simuliert und bewertet. Aus den theoretischen Simulationen werden optimierte Antennenstrukturen für die zukünftigen experimentellen Untersuchungen umgesetzt. Die folgenden Arbeitspakete beziehen sich auf die Integrationen der Readertechnik in den Bienenstock, die Bestimmung der Bienenkönigin im Stock und eine Lösung zur Temperaturmessung im Stock. Sind diese Pakete erarbeitet, werden Prototypen aufgebaut und praxisnahe Evaluierungstests durchgeführt.

Smart Inspectors

Das Projekt "Smart Inspectors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Das technologische Ziel ist ein neuartiges Gesamtsystem zur nahen Erdbeobachtung mit luftgestützten bildgebenden Sensoren auf Basis von miniaturisierten Hyperspektralkameras und Radars in Kombination mit drahtlosen geokodierten Sensornetzen. Um eine nachhaltige Entwicklung in der Region zu erreichen wird das transnationale Kompetenznetzwerk Fernerkundung Euregio Rhein-Waal gegründet, das die weitere Nutzung der entstandenen Innovationen für den Knowhow-Transfer gewährleistet. Später können Firmen so gemeinsam mit dem Netzwerk neuartige Produkte und Dienstleistungen entwickeln, mit der sich daraus abzuleitenden Schaffung neuer Arbeitsplätze. Diese Unternehmungen werden durch die im Projekt erarbeiteten Geschäftsmodelle professionell begleitet. Das Projekt zeigt am Beispiel von Umweltschutz und Landwirtschaft, wie aus den entwickelten Sensoren, Flugplattformen und Verfahren neue Produkte und Dienstleistungen generiert werden können. Die Prozesskette lässt sich auf andere für die Region relevante Anwendungsfelder wie Industrie, Planung, Katastropheneinsatz und Sicherheit übertragen. Durch die Synergien der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit wird in der Euregio Rhein-Waal eine High-Tech-Offensive gestartet, die durch jüngste technologische Innovationen überhaupt erst möglich wird. Damit bietet sich die einzigartige Chance, neue Märkte zeitnah zu besetzen und eine Vorreiterrolle in einer Entwicklung zu übernehmen, die die Lebenswelt der Menschen nachhaltig prägen wird.

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