Das Projekt "Teilprojekt des OFFIS e.V.: ModellTwin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OFFIS e.V. durchgeführt. Als Scale-up Projekt innerhalb der Plattform H2Giga wird DERIEL eine Forschungsplattform für die Herstellung von grünem Kerosin oder anderen Kraftstoffen mit einer max. Produktionsleistung von ca. 0,5 t/h aufbauen. Diese beinhaltet die Risikominimierung (De-Risking) der ganzen Wertschöpfungskette. Kern der Plattform ist der neu zu entwickelnde druckbehaftete, mit vielen Sensoren ausgestattete Erlkönig PEM-Elektrolyseur (8MW). Im Upstream dient ein Altholz-Blockheizkraftwerk als CO2- und Energiequelle. Eine Synthesegas-Fermentation produziert das Kerosinzwischenprodukt. Voraussetzung für eine zuverlässige Serienproduktion und einen reibungsarmen Markthochlauf ist das grundlegende Verständnis der Degradationsmechanismen auf allen Ebenen der Dauer- und dynamischen Betriebs-Modellierung des Elektrolyseurs sowie der Gesamtanlage. Hierzu wird ein Digital Twin der Elektrolyseanlage für die Analyse der zu erwartenden großen Datenmengen aufgebaut. Das OFFIS entwickelt zusammen mit den Partnern den Digital Twin, der datengetriebene Modelle mit physiko-chemischen Modellen verzahnt, um das Verhalten der Anlage bestmöglich abzubilden. Die Funktionen des Twins umfassen dabei eine Prozessanalyse/-diagnose sowie Alterungsmodellierung. Der Fokus von OFFIS liegt auf den folgenden Themen: erstens auf einem Vergleich von Architekturkonzepten für den Aufbau des Twins (insbesondere die Kopplung der unterschiedlichen Modellarten), zweitens auf der datengetriebenen Entwicklung von Teilmodellen für den Twin (z.B. in Bezug auf die Alterung), drittens auf Konzepten zur echtzeitfähigen Modellauswahl zwischen datengetriebener und physiko-chemische Modellierung, viertens auf dem Vergleich konventioneller Ansätze wie dem Lernen von Parametern für das physiko-chemische Modell mit Ansätzen aus dem Bereich des maschinellen Lernens und fünftens auf Simulationen zur Identifizierung relevanter Parametersätze in Unterscheidung von Initial-/Auslegungsphase, Produktion und Operation.
Das Projekt "Waste2Energy - Hybrid Waste to energy as a sustainable Solution for Ghana" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH durchgeführt. Eine der dringendsten Herausforderungen in Ghana ist die Abfallwirtschaft. Täglich fallen mehr als 12.000 Tonnen Siedlungsabfälle an, von denen nur 10% entsorgt werden. Die restlichen 90% landen auf offener Straße und verursachen Gesundheitsprobleme. Auf den Abfallsektor entfielen allein rund 24% gesamten THG-Emissionen Ghanas. Erneuerbare Energien machen weniger als 1% gesamten installierten Leistung der Ghanaischen Elektrizität aus, obwohl die Regierung Ghanas ehrgeizige Ziele für eine Einbeziehung erneuerbarer Energien und die Reduzierung der THG-Emissionen festgelegt hat. Das Projekt zielt darauf ab feste Abfälle in Ghana energetisch zu verwerten. Neben der Energie wird auch die gesamte Wertschöpfungskette so betrachtet, dass der Kohlenstoff und Nährstoffkreislauf geschlossen wird um Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Als Pilotanlage zur Behandlung der Abfälle in einer Gemeinde wird eine neuartige 400-kW-Hybrid-PV-, Biogas- und Pyrolyse-Anlage geplant. Die Pilotanlage wird auf der Grundlage von physikalischen und chemischen Eigenschaften maßgeschneidert. Es wird ein Modell entwickelt, das die Replikation der Anlage anhand, für Ghana spezifischer, Szenarien steuert. Auch deutsche Unternehmen profitieren von einem Technologieaustausch, der ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Wichtige staatliche Institutionen, Kommunen und NGOs haben zugesagt zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass das Projekt auch über die Laufzeit hinaus seine Tätigkeit fortsetzt.
Das Projekt "Waste2Energy - Hybrid Waste to energy as a sustainable Solution for Ghana" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Bau- und Umweltbereich, Professur für Abfall- und Stoffstromwirtschaft durchgeführt. Eine der dringendsten Herausforderungen in Ghana ist die Abfallwirtschaft. Täglich fallen mehr als 12.000 Tonnen Siedlungsabfälle an, von denen nur 10% entsorgt werden. Die restlichen 90% landen auf offener Straße und verursachen Gesundheitsprobleme. Auf den Abfallsektor entfielen allein rund 24% gesamten THG-Emissionen Ghanas. Erneuerbare Energien machen weniger als 1% gesamten installierten Leistung der Ghanaischen Elektrizität aus, obwohl die Regierung Ghanas ehrgeizige Ziele für eine Einbeziehung erneuerbarer Energien und die Reduzierung der THG-Emissionen festgelegt hat. Das Projekt zielt darauf ab feste Abfälle in Ghana energetisch zu verwerten. Neben der Energie wird auch die gesamte Wertschöpfungskette so betrachtet, dass der Kohlenstoff und Nährstoffkreislauf geschlossen wird um Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Als Pilotanlage zur Behandlung der Abfälle in einer Gemeinde wird eine neuartige 400-kW-Hybrid-PV-, Biogas- und Pyrolyse-Anlage geplant. Die Pilotanlage wird auf der Grundlage von physikalischen und chemischen Eigenschaften maßgeschneidert. Es wird ein Modell entwickelt, das die Replikation der Anlage anhand, für Ghana spezifischer, Szenarien steuert. Auch deutsche Unternehmen profitieren von einem Technologieaustausch, der ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Wichtige staatliche Institutionen, Kommunen und NGOs haben zugesagt zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass das Projekt auch über die Laufzeit hinaus seine Tätigkeit fortsetzt.
Das Projekt "Waste2Energy - Hybrid Waste to energy as a sustainable Solution for Ghana" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SRH Hochschulen Berlin GmbH School of Technology, Institute for Innovative Technologies durchgeführt. Eine der dringendsten Herausforderungen in Ghana ist die Abfallwirtschaft. Täglich fallen mehr als 12.000 Tonnen Siedlungsabfälle an, von denen nur 10% entsorgt werden. Die restlichen 90% landen auf offener Straße und verursachen Gesundheitsprobleme. Auf den Abfallsektor entfielen allein rund 24% gesamten THG-Emissionen Ghanas. Erneuerbare Energien machen weniger als 1% gesamten installierten Leistung der Ghanaischen Elektrizität aus, obwohl die Regierung Ghanas ehrgeizige Ziele für eine Einbeziehung erneuerbarer Energien und die Reduzierung der THG-Emissionen festgelegt hat. Das Projekt zielt darauf ab feste Abfälle in Ghana energetisch zu verwerten. Neben der Energie wird auch die gesamte Wertschöpfungskette so betrachtet, dass der Kohlenstoff und Nährstoffkreislauf geschlossen wird um Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Als Pilotanlage zur Behandlung der Abfälle in einer Gemeinde wird eine neuartige 400-kW-Hybrid-PV-, Biogas- und Pyrolyse-Anlage geplant. Die Pilotanlage wird auf der Grundlage von physikalischen und chemischen Eigenschaften maßgeschneidert. Es wird ein Modell entwickelt, das die Replikation der Anlage anhand, für Ghana spezifischer, Szenarien steuert. Auch deutsche Unternehmen profitieren von einem Technologieaustausch, der ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Wichtige staatliche Institutionen, Kommunen und NGOs haben zugesagt zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass das Projekt auch über die Laufzeit hinaus seine Tätigkeit fortsetzt.
Das Projekt "Waste2Energy - Hybrid Waste to energy as a sustainable Solution for Ghana" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Eine der dringendsten Herausforderungen in Ghana ist die Abfallwirtschaft. Täglich fallen mehr als 12.000 Tonnen Siedlungsabfälle an, von denen nur 10% entsorgt werden. Die restlichen 90% landen auf offener Straße und verursachen Gesundheitsprobleme. Auf den Abfallsektor entfielen allein rund 24% gesamten THG-Emissionen Ghanas. Erneuerbare Energien machen weniger als 1% der gesamten installierten Leistung der Ghanaischen Elektrizität aus, obwohl die Regierung Ghanas ehrgeizige Ziele für eine Einbeziehung erneuerbarer Energien und die Reduzierung der THG-Emissionen festgelegt hat. Das Projekt zielt darauf ab, feste Abfälle in Ghana energetisch zu verwerten. Neben der Energie wird auch die gesamte Wertschöpfungskette so betrachtet, damit C- und Nährstoffkreislauf geschlossen werden, um Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Als Pilotanlage zur Behandlung der Abfälle in einer Gemeinde wird eine neuartige 400-kW-Hybrid-PV-, Biogas- und Pyrolyse-Anlage geplant. Die Pilotanlage wird auf der Grundlage von physikalischen und chemischen Eigenschaften maßgeschneidert. Es wird ein Modell entwickelt, das die Replikation der Anlage anhand für Ghana spezifischer Szenarien steuert. Auch deutsche Unternehmen profitieren von einem Technologieaustausch, der ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit stärkt. Wichtige staatliche Institutionen, Kommunen und NGOs haben zugesagt zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass das Projekt auch über die Laufzeit hinaus seine Tätigkeit fortsetzt.
Das Projekt "Netzbetriebsmittel und Systemleistungen im Hoch- und Höchstspannungsnetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Hochspannungstechnik durchgeführt. Um die Potentiale dieser Optimierungen und höheren Auslastungen des Netzes zu ermitteln, sind mehrere Schritte notwendig. Die hier angebotene Untersuchung stellt dabei nur einen Baustein dar, der im Kontext der parallel laufenden Prozesse und Studien wie den 4+4 Gesprächen beim BMW (Höherauslastung der Netze) und der dena Netzstudie III (Systementwicklungsplanung) (bei denen die hier anbietenden Unternehmen teilweise stark involviert sind) gesehen werden muss. Zunächst haben mehrere wissenschaftliche Untersuchungen grundsätzlich ein Potential zur Höherauslastung des Netzes auf Basis von Modelluntersuchungen nachgewiesen. Ein Modell stellt aber immer eine Vereinfachung dar. Um das Potential in der Praxis zu erschließen, ist im nächsten Schritt die Zulässigkeit der Überlastung auf Anlagen bzw. Komponentenebene zu prüfen. Dies soll schwerpunktmäßig in diesem Projekt auf Betriebsmittelebene erfolgen. Anhand einer detaillierten Betriebsmittelrecherche soll der aktuelle Betriebsmittelbestand des Übertragungsnetzes ermittelt und die mögliche Höherauslastung einzelner Betriebsmitteltypen herausgearbeitet werden. Zusätzlich erfolgt die Betrachtung zukünftiger Innovationen im Netz und Netzbetrieb, die einen zusätzlichen Beitrag zur Höherauslastung des Netzes leisten können. Dazu gehört auch der Beitrag zu Systemdienstleistungen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ertragsprognosen für Solarmodule unter dem Einfluss zyklischer Hochspannungsbelastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP durchgeführt. In diesem Vorhaben soll auf der Basis umfassender Untersuchungen eine Lösung für verlässliche Ertragsprognosen unter Berücksichtigung von Potential-induzierter Degradation (PID) sowie deren Regeneration erarbeitet werden. Der Schwerpunkt innerhalb dieses Teilvorhabens liegt bei der Vorhersage von Degradation und Regeneration unter Berücksichtigung von Witterung und der tageszeitlich schwankenden Spannungsbelastung. Hierzu soll u.a. ein PID-Schnelltest eingesetzt werden, um die Reaktion von PV-Modulen auf eine Spannungsbelastung im Feld untersuchen zu können. Darüber hinaus soll ein Modell entwickelt werden, das es erlaubt, mit Kenntnis der Standort- und Anlagen-spezifischen Bedingungen sowie des PID-Verhaltens installierter Solarmodule, Prognosen über die zukünftig zu erwartende Ertragseinbußen aufgrund von PID zu ermitteln. Das Modell soll außerdem dazu genutzt werden, um PID-Gegenmaßnahmen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Rentabilität zu evaluieren.
Das Projekt "Analyse von Sphingomonaden als in Flocken vorkommende Organismen mit geno- und phaenotypischen Methoden - Aufklaerung ihrer Beteiligung bei der Flockenbildung und des Zusammenhangs zwischen Diversitaet und Funktion im Habitat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Mikrobiologie der Recycling-Prozesse durchgeführt. Orientierende Untersuchungen zum Vorkommen der Gattung Sphingomonas in Belebtschlaemmen zeigen eine Abundanz von bis zu 10 Prozent aktiver Zellen, die besonders haeufig im Inneren von Belebtschlammflocken in Form von Aggregaten zu finden waren. Diese neuen Erkenntnisse zu dieser bislang in der Abwasserreinigung kaum beachteten Gruppe wurden durch vergleichende In-situ-Einzelzell-Hybridisierung von Belebtschlammproben gewonnen. Da Sphingomonaden zur Bildung von Exopolysacchariden befaehigt sind, kann aus dem clusterfoermigen Auftreten in den Flockenkernen geschlossen werden, dass diese Organismengruppe an der Bildung der Belebtschlammflocken beteiligt sein kann. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll deshalb die strukturelle und funktionelle Rolle der Sphingomonaden beim Flockenbildungsprozess untersucht werden. Hierzu sollen aus Belebtschlammproben verschiedener Klaeranlagen Sphingomonaden gattungs- und speciesspezifisch durch In-situ-Einzelzell-Hybridisierung detektiert werden. Gewonnene Isolate sollen anschliessend mit diversen genetischen, chemotaxonomischen und physiologischen Verfahren bis auf Art-Ebene identifiziert und bis auf Stamm-Ebene charakterisiert werden. In einem weiteren Schritt soll das Potential der Isolate zur Flockenbildung in Simulationsversuchen in Modellklaeranlagen untersucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ökonomische und rechtliche Analyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Fachbereich Wirtschafts- und Sozialwissenschaften WiSo, Lehrstuhl für Volkswirtschaftslehre, insbesondere Wirtschaftstheorie durchgeführt. Die FAU analysiert den aktuellen Rechtsrahmen der Erzeugung und Verwendung erneuerbarer Kraftstoffe und ermittelt mit Hilfe mathematischer Modelle die Wirtschaftlichkeit der geplanten Anlage unter verschiedenen technischen und regulatorischen Rahmenbedingungen. In Modellvarianten, die jeweils den technischen Betrieb der Anlage und das Marktumfeld abbilden, werden mögliche Anpassungen von regulatorischen Rahmenbedingungen abgebildet - wie beispielsweise die Entlastung von Umlagen und Abgaben, CO2-basierte Energiepreisreformen oder auch verbindliche Beimischungsquoten für erneuerbaren Kraftstoff - um die Auswirkungen des Marktumfelds auf den Betrieb der Anlage und auf deren Wirtschaftlichkeit untersuchen zu können. So wird zum einen identifiziert, welche Anpassungen des energierechtlichen und energiesteuerrechtlichen Rahmens sich günstig auf einen wirtschaftlichen Einsatz der erneuerbaren Kraftstoffe auswirken. Zum anderen erlauben die Betrachtungen Rückschlüsse für die technische Weiterentwicklung der Anlage.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Sensorsystems für Verbindungselemente in Windenergiekonvertern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sensorise GmbH durchgeführt. Im Verbundprojekt inVETra wird ein innovatives Condition Monitoring System (CMS) basierend auf einem neuartigen Sensorkonzept für den Einsatz in Windenergiekonvertern (WEK) entwickelt. Die Kerninnovation liegt einerseits in der Entwicklung einer Sensorschraube, bei der genormte Schrauben als Sensorträger zum Einsatz kommen und mit einem Messwandler sowie einer Auswerteelektronik ausgestattet sind und andererseits in dem dynamisch nachgeführten CMS. Als ohnehin elementares Verbindungselement werden die Sensorschrauben in den WEK-Tragstrukturen sowie Antriebsstrangkomponenten integriert. Dabei werden gezielt an geeigneten Messstellen Schraubverbindungen durch Sensorschrauben substituiert. Diese liefern hochaufgelöste Abbilder der einwirkenden Kräfte, welche mithilfe des speziell für die Sensorik konzipierten CMS neben der direkten Schraubüberwachung vor allem detaillierte Rückschlüsse auf die resultierenden Belastungskollektive sowie den Zustand einzelner betriebskritischer Tragstruktur- und Antriebsstrangkomponenten gibt. Ein dynamisches Modell der kompletten Anlage wird auf Basis der erfassten Zustandsgrößen kontinuierlich nachgeführt und adaptiert. Hierdurch stehen dynamische Beobachterstrukturen zur Verfügung, die mit den hochaufgelösten Daten der intelligenten Verbindungselemente sowie vorliegender Messdaten der Windverhältnisse und des Netzzustandes, die entstehenden Belastungskollektive bestimmen und rekonstruieren. Die adaptiven Modell- und Beobachterstrukturen des CMS ermöglichen eine frühzeitige Detektion von Ausfällen sowie eine Abschätzung der Restlebensdauer der Anlage und ihrer Komponenten. Durch Einsatz der intelligenten Verbindungselemente mit hochdynamischem und systemübergreifendem CMS wird insgesamt ein längerer, wartungsarmer und kosteneffizienter Anlagenbetrieb erzielt. Dieses Teilvorhaben befasst sich hauptsächlich mit der Weiterentwicklung des Sensorkonzepts zu einem serienreifen Produkt für die Anwendung in WEK.
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