Das Projekt "Research on low-cost 'PV-System-Checker-Device' for future application in individual PV-System monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. General Information/Objectives: This proposal is to identify the lowest-cost, commercially-available instruments for solar irradiation measurement, data acquisition and display, and remote monitoring. The study shall investigate their suitability for long-term measurements of PV-system performance, and lead to a design for a new device. A major problem in the assessment of individual, widely-spread PV systems, is the determination of the amount of solar irradiation available at a specific site. Only expensive irradiation measuring equipment can give this figure exactly. Usually it is roughly estimated on the basis of decade-long irradiation measurements. This affects the assessment of PV systems, where the ratio between the PV system output (kWh fed to the load) and the energy input (sunlight available at the site) determines the overall system performance, efficiency, and reliability. Technical Approach The main task is to investigate the possibilities of using commercial opto-electronic devices as low-cost solar irradiation sensors. For this, an outdoor measurement site will be established to measure and evaluate different devices. The key points of the work to be performed are: - Test and monitor a number of opto-electronic devices, together with different module types (i.e. amorphous and crystalline silicon cells), and well established reference devices (ESTI- Sensor, Solarimeter, amorphous and crystalline Si-modules) - Compare data and evaluate the influence of different weather conditions on the spectral behaviour of the different devices, and select the optoelectronic devices best suited to irradiation measurement applications - Investigate durability, protection against the environment and expected lifetime of these devices. Identify technical improvements for increased operating lifetime and stability. This project shall identify the lowest-cost irradiation and kWh metering devices. Ideally this shall lead to universal application of monitoring to PV systems. Monitoring systems permit precise estimations of total power generated, and highlight the onset of mal-functions. An early indication of a mal-function can minimise the power lost through prolonged operation of a faulty system. Thorough exploitation of a system's potential reduces its pay-back time. A reliable and simple indicator of system operating status shall also increase confidence in PV as an energy source, assisting its diffusion. Expected Achievements and Exploitation The goal is to identify suitable opto-electronic devices and related data acquisition and display configurations for low-cost, long-term, accurate solar irradiation measurement in order to develop a prototype for a commercially available solar irradiation sensor with a cost below 100 ECU. Prime Contractor: Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V., Institut für Solare energiesysteme; Freiburg im Breisgau; Germany.
Das Projekt "Lifetime Validation von SCIAMACHY und MIPAS auf ENVISAT (Uni HD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Die langfristige hohe Qualität der ENVISAT/SCIAMACHY Daten Produkte soll mit Vergleichsmessungen mit optischen Instrumenten am Boden und vom Ballon sicher gestellt werden. Dabei werden sowohl troposphärische als auch stratosphärische Datenprodukte Stude 2 validiert. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf die Säulen- und Profildaten der Spurenstoffe NO2, O3, CH2O, BrO und OCIO. 2. Arbeitsplanung: Für die Validation der troposphärischen Datenprodukte steht ein vom Projektnehmer betriebenes Netzwerk von Messstationen zur Verfügung. Dieses Messnetz soll im Rahmen des Projektes wieder auf den technisch neuesten Stand gebracht werden. Die Daten der einzelnen Messstationen werden dann mit gleichzeitigen Messungen des Satelliteninstrumentes SCIAMACHY verglichen. Die Ballonmessungen werden zur Validation der Spurenstoffprofile durchgeführt. 3. Ergebnisverwertung: Die Daten der Vergleichsmessungen werden NILU/NADIR Datenzentrum gespeichert und die Ergebnisse bei entsprechenden Arbeitsgruppentreffen der Projektnehmer mit der ESA bei wissenschaftlichen Tagungen und in gängigen Fachzeitschriften veröffentlicht. Die Datensätze stehen weiterhin allen an der ENVISAT Validierung beteiligten Gruppen zur Verfügung.
Das Projekt "Development of an automatic system for controlling the process of metal recovery from slags" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cytec Datensysteme GmbH durchgeführt. Objective: The objective is better recovery of nickel from slags through better process control in order to raise productivity and save energy in ferronickel production. General Information: An automatic process control system will be developed for the recovery of mechanical nickel losses in slag arising from the production of ferronickel in the electric reduction furnace of LARCO at the Larymna plant. Methodological development will help applicability to other comparable processes. The project will be in the following stages. Construction and setup of a dedicated induction furnace with a graphite susceptor and a refractory crucible and with the possibilities of temperature control and gas injection from the top or from the side of the crucible. The development of a laser based system for assessing and monitoring the metal content of the slag is proposed. The proposed system, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), will speed up the analysis of the recovery of metal, provide more efficient process control and enable further optimization. The basic steps in LIBS are: atomization of the sample; excitation of the resulting atoms; and detection of the emitted radiation from the atoms. Both atomization and excitation can be achieved by focusing a neodymium, yttrium aluminium garnet(YAG) laser on the molten slag free surface, resulting in the creation of a microplasma. The emitted radiation will be spectrally resolved by means of a monochromator coupled with an optical multichannel analyzer (OMA III). The work parts to be done are: preliminary measurements on solid slag containing nickel and ferronickel in order to be used as reference standards; online monitoring with data acquisition and sensor system integration for the actual molten systems; testing and validation; and metallurgical support during the experiments. The control system stage will involve: metal concentration values given by the LIBS system modelled to obtain the actual metal content in the slag; thermal control linked with the process computer; control of the gas (or gas mixtures) flow rates to be injected into the slag melt linked with the process computer. The information processing stage will involve: observed values continuously stored in an appropriate database in order to be compared to the simulated values; special, easy to solve, mathematical model of ordinary differential equations developed to simulate the recovery process; and a simulation programme developed in advanced continuous simulation language (ACSL) to allow online simulation. The final stage is system integration. Achievements: Research was carried out in order to develop an automatic process control system for the recovery of metal from slags and therefore contribute with better process control to better recovery of the mechanical metal losses from the ERF slags in the ferronickel production. The combination of metallurgical experiments with the high technology of laser based analysis was the first ...
Das Projekt "Spectroscopy using optical fibres in the marine environment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich Physik, Optisches Institut durchgeführt. General Information/Introduction: The EC has a firm commitment to monitor and maintain the health of our oceans, manifested in programmes like GOOS, HDP, MAST etc. Man made sewage brought into the sea by rivers and treatment plants is subject to rapid changes in the marine environment. These changes make it difficult to assess the processes governing the pollutants and their impact on the affected regions. Current State of the Art. Conventional sampling in estuaries and coastal regions delivers accurate and comprehensive data for a series of measurement points. However, the known strong variations in concentrations, and other inherent problems render sampling methods unsuitable for the collection of the required data. What is needed for this purpose are in-situ methods. Objective and Innovative Aspects. This project aims to demonstrate the feasibility of using fiber optical probes in the marine environment for in-situ measuring purposes. The measurement principles are based on well known spectroscopic methods like fluorescence, absorption, scattering and refraction. However they use innovative fiber optical chemical sensors where optic fibers deliver radiation to and from the sample and also form the sensor itself. Developments in fiber optical chemical sensors are tremendous. In addition, key components and technologies like laser diodes, CCDs and fiber technology are thus far developed to allow for this ambitious Description of Instrument. The device will consist of four fiber optical sensors (opt odes) linked to a core optical instrument for spectroscopic analysis. Laser diode sources and detector will be under-water with only the control unit and data processing on board. For the demonstration stage the following currently relevant analytes will be monitored; Heavy metals: Cu, Pb and Zn, chlorinated hydrocarbons: tri- and tetrachloroethylene and aromatic hydrocarbons: PAH Main Steps of Work Programme. Laboratory Development of Optodes - higher than Construction of Core Optical Instrument - Construction of Marinised Optodes - higher than Tests under Controlled Field Conditions - Field Tests of Buoy at Referenced Site - higher than Profiling Tests with Tow-body Results expected - in-situ measuring device for pollutants in effluent streams, sewage outlets and estuaries - rapid all optical system totally non-intrusive technology - modular design with envisaged future developments of additional analyte monitoring and possible long-term unmanned operation.
Das Projekt "Remote sensing of aerosols, clouds and trace gases using synergy of AATSR, MERIS, and SCIAMACHY onboard ENVISAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Accurate satellite retrieval algorithms are needed to study long-term trends in trace gas abundances related to climate change. The main aim of this project is to develop improved aerosol and cloud retrieval algorithms in order to get more accurate SCIAMACHY trace gas retrievals. The results will contribute to a better understanding of aerosol and cloud properties and their changes on a global scale. This will be achieved by utilising the synergetic data from the optical instruments onboard ENVIronmental SATellite (ENVISAT), launched by the European Space Agency (ESA) on March 1st, 2002. The data of Advanced Along-Track Scanning Radiometer (AATSR), Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS), and SCIAMACHY, all of which measure the same ground scene, will be used. The three instruments continue to have excellent performance and have already generated more than five years of data. Compared to just one single instrument, combined data from these optical instruments having different spatial resolutions, observation modes, spectral resolutions and spectral bands characterize aerosol, cloud, and trace gas properties to a much better degree. In this project, a new validation and testing strategy based on extended realistic simulated satellite scenes will be followed.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie durchgeführt. Das vor kurzem an der SLS installierte Röntgentransmissions-Mikrospektroskop PolLux soll im Hinblick auf verschiedene neuartige Anwendungen erweitert werden. Es sind drei Instrumentierungsergänzungen bzw. Neuentwicklungen geplant: 1.) Implementierung eines Leviatationsexperiments und einer Mikroklimakammer in den vorhandenen Aufbau zur mikrospektroskopischen in-situ Analyse von Reaktionen an trägerfreien Nanopartikeln. 2.) Umbau des vorhandenen Experiments zur mikrospektroskopischen Analyse strahlenempfindlicher Proben bei LN2 und ggf. noch tieferen Temperaturen. 3.) Aufbau der Zonenplattenfokussierung für das NanoXAS-Experiment, bei dem durch Kombination von Zonenplatten-basierender Röntgenmikroskopie mit einem Rastersondenmikroskop das röntgenoptische Limit übertroffen und somit Lateralauflösungen bis etwa 5 nm erzielbar sein sollten. Diese Weiter- bzw. Neuentwicklungen eröffnen viele neue spektroskopische Untersuchungen im weichen Röntgenbereich an verschiedensten Proben der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung mit Bezügen zur Materialforschung, Umweltforschung und den Lebenswissenschaften.
Das Projekt "Teil 1: Entwicklung eines Mikro-FIIAA-Demonstrators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Mikrotechnik Mainz e.V. & Co. KG durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist es, ein miniaturisiertes Fließinjektionssystem auf immunochemischer Basis für die Vor-Ort-Analyse von TNT und TNT-Metaboliten in Wässern und Böden zu entwickeln. Das Gerät soll aus einer Systemplatte (Basis) und einem Einwegchip zusammengesetzt sein. Die Systemplatte soll Mikropumpen, Kanäle und einen mikrooptischen Detektor enthalten sowie eine Temperierung der Immunoaffinitätssäule ermöglichen. Konzeptionell soll eine optische Mikrodurchflusszelle auf der Systemplatte integriert werden, dass zur Fluoreszenzmessung (oder alternativ: Absorptionsmessung) dient. Der Einwegchip trägt alle für den Nachweis eines spezifischen Analyten notwendigen Elemente wie Antikörper, Enzymtracer sowie das Probereservoir. Der Einwegchip soll mittels einem einfachen, reversiblen Verbindungskonzept vor der Analyse auf die Systemplatte aufgebracht werden. Die Entwicklung solcher Einwegchips für verschiedene Analyte soll das System für die Multikomponentenanalytik vor Ort qualifizieren. Das Design des Einwegchips soll dessen kostengünstige Produktion in höheren Stückzahlen sowie eine ausreichende Lagerstabilität ermöglichen.
Das Projekt "In situ Kalibrierung der Niederschlagsmessung auf See" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung für Maritime Meteorologie durchgeführt. Fuer das Leben auf der Erde ist die Verfuegbarkeit von Wasser von besonderer Bedeutung. Die Wasserzufuhr zu den Kontinenten ist von der Bilanz Verdunstung minus Niederschlag auf den Weltmeeren abhaengig. Der Niederschlag beeinflusst auch den Oberflaechensalzgehalt, der u.a. die Meeresstroemungen antreibt, und ist somit eine wichtige Komponente fuer Klimaaenderungen. Globale Felder des Niederschlags koennen auf See nur mit Wettervorhersagemodellen und Fernerkundungsverfahren bestimmt werden, die als indirekte Methoden beide der Validierung durch direkte Messungen des Niederschlags an der Meeresoberflaeche, also auf Schiffen, beduerfen. Da auf dem Markt keine geeigneten Niederschlagsmessgeraete fuer den Einsatz bei den auf Schiffen ueblichen hohen Windgeschwindigkeiten zur Verfuegung standen, wurden im Rahmen dieses Projektes ein spezieller Schiffsregenmesser entwickelt sowie ein optisches Disdrometer als Eichgeraet. Das Disdrometer misst Tropfengroessenverteilungen und Niederschlagsintensitaeten, mit denen die Messungen des Schiffsregenmessers unter natuerlichen Bedingungen verglichen und abgesichert wurden. Beide Geraete haben sich seit Jahren im Einsatz bewaehrt, u.a. ergab sich, dass bei tropischen Regenfaellen kurzzeitig hoehere Niederschlagsintensitaeten auftreten als bisher bekannt war und dass das Disdrometer auch zur Messung fester Niederschlaege geeignet ist.
Das Projekt "Pilotstudie zu Verdunstung und Niederschlag ueber der Ostsee PEP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung für Maritime Meteorologie durchgeführt. PEP ist eine Pilotstudie zur Bestimmung der Verdunstung und des Niederschlags ueber der Ostsee, die dem Hauptexperiment BRIDGE in BALTEX vorausgeht. Ziel dieser Studie ist die Validierung der Radarmessungen des Niederschlags auf See mit den von uns durchgefuehrten in situ Messungen des Niederschlags auf Ostseefaehren, und waehrend einer Intensivmessphase, auf dem FS Heincke ergaenzt durch Messungen der Tropfengroessenverteilungen mit einem optischen Disdrometer. Zusaetzlich werden Messungen der Verdunstung ueber einen laengeren Zeitraum an verschiedenen Kuesten im Ostseeraum sowie umfangreiche Modellrechnungen zu Niederschlag und Verdunstung durchgefuehrt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optische In-Prozess Mess- und Prüftechnik von Zylinderlaufbahnen (Nagel)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH durchgeführt. In diesem Vorhaben soll eine automatische Regelung von Honparametern erfolgen. Dies ist mit bisherigen taktilen Messverfahren auf Grund der Messgeschwindigkeit nicht möglich. Deswegen wird in ZOOM ein optischer Sensor entwickelt mit dem Rauheitskenngrößen gemessen werden. Die Regelung der Honparameter führt bei den bearbeiteten Motoren zu geringerem Ölverbrauch und Emissionen und zu weniger 'Ölfressern'. Im Projekt wird eine C-Ständermessmaschine entwickelt, die den Sensorkopf aufnimmt. Zusätzlich wird die Maschinensteuerungssoftware von Nagel angepasst, so dass sie anhand der Messdaten eine Regelung der Honparameter ermöglicht. Zusätzlich muss der Messablauf auf das Messverfahren abgestimmt werden. Am Ende werden Anhand von Probehonung die Resultate mit und ohne Regelung verglichen. Die Firma Nagel wird den entwickelten Prototypen binnen 2-3 Jahren zur Serienreife führen. Es wird eine Messstation entwickelt, die in eine Nagel-Honmaschine integriert werden kann. Diese Messstation kann sowohl in neue als auch in bereits verkaufte Honmaschinen nachgerüstet werden. Pro Jahr wird mit 10 Neuauslieferungen und 20 Nachrüstungen gerechnet.
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