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Teilprojekt 4: PitchER-Wind

Das Projekt "Teilprojekt 4: PitchER-Wind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MOOG Unna GmbH, Wind Pitch Control Systems - Centre of Product Responsebility durchgeführt. Derzeit werden in Pitchsystemen von Windkraftanlagen permanenterregte Synchronmaschinen in Kombination mit einem Getriebe eingesetzt. Ziel des Vorhabens ist es den derzeitigen Pitchaktuator durch eine Transversalfluss-Reluktanzmaschine zu ersetzten. Hierdurch soll der Antrieb unabhängig werden von Seltenen-Erden Materialien. Zu dem sollen die Gesamtkosten des Aktuators sollen durch den gleichzeitigen Entfall des Pitchgetriebes reduziert werden. Zunächst müssen die Anforderungen an die TFRM(Transversalfluss-Reluktanz-Maschine) sowie der Leistungselektronik spezifiziert werden. Hierfür sind umfangreiche Daten aus der Anwendung notwendig. Die TFRM soll ebenfalls durch eine sog. sensorlose Regelung betrieben werden. Dieses Verfahren muss entwickelt werden. Die Ergebnisse der Projektpartner werden in die Spezifikation eines serienfähigen Pitch Servo Reglers einfließen. Die TFRM muss ebenfalls konstruktiv in die Nabe eingebunden werden. Hierzu wird die TFRM in einen Moog eigenen Pitch-Prüfstand integriert. Daraufhin ist ein realitätsnahes Testen der TFRM möglich

2.2.3b FLOX Öl

Das Projekt "2.2.3b FLOX Öl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundprojekts COOREFLEX-turbo (Turbomaschinen - Schlüsseltechnologien für flexible Kraftwerke und eine erfolgreiche Energiewende). Im Mittelpunkt des Projekts steht die Integration einer Flüssigbrennstoffstufe in das verbesserte, brennstoffflexible FLOX® Verbrennungssystem. DLR VT wird mit Siemens zusammenarbeiten und das Verbrennungssystem im Labormaßstab charakterisieren. Die Brennstoffdüsen sollen die Zweibrennstofffähigkeit eines FLOX® basierten Brenners für Öl/Wasseremulsion ermöglichen und für Brennkammersysteme maximaler Effizienz einsetzbar sein. Auch mit dem Backup-Brennstoffinjektor sollen niedrige Schadstoffemissionen erzielt werden. Durch die damit erzielte Maximierung der Versorgungssicherheit der Gasturbinen der nächsten Generation wird ein weiteres, essentielles Kriterium durch diese neuartige Technologie erfüllt. Zur Analyse unterschiedlicher Varianten der Flüssigbrennstoffeindüsung sollen Hochdruckexperimente durchgeführt werden Das Vorhaben stellt sich drei konkrete Arbeitsziele: Ein neuer Versuchsträgers im Labormaßstab für generische 1-Düsenanordnungen für den Hochdruckprüfstand HBK-S des DLR Instituts VT wird an die Flüssiginjektortechnologie angepasst (er steht aus einem anderen Vorhaben zur Verfügung). Mit seiner Hilfe werden die neuen Eindüsungskonzepte in den Tests untersucht und charakterisiert. Durch die Anwendung von laserdiagnostischen Messmethoden werden umfangreiche und detaillierte Validierungsdatensätze gewonnen.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SICK AG, Central Division R&D - New Technologies durchgeführt. Das Fraunhofer ISE hat im Rahmen dieses Projektes die hauseigene Wasserstoff-Tankstelle um einen zweiten Hochdruckspeicher, einen zweiten Mitteldruckverdichter, zwei Mengenmesser und eine Elektrolyse-Leistungssteuerung erweitert und die Lüftung im Betriebsmittelraum verändert. Zudem wurde die im Projekt vom Partner Sick entwickelte Gasanalytik in die Tankstelle und die vom Partner Sick entwickelte Mengenmessung in einen 200kW Elektrolyse-Teststand integriert. Damit wurde die Betankungskapazität pro Fahrzeug und insgesamt verbessert, die Zuverlässigkeit der Tankstelle erhöht und die Infrastruktur geschaffen, um Langzeituntersuchungen von Gasverunreinigungen, Elektrolyse-Degradation und Wasserstoff-Verlusten an der Tankstelle durchzuführen, sowie einen Feldtest für die entwickelten Komponenten des Partners Sick durchzuführen. Alle Nachrüstungen waren erfolgreich - die Lüftungsanpassung zur Verbesserung der Vorkühlungszuverlässigkeit und Lebensdauer erfüllte jedoch bis zum Projektende nicht die Erwartungen. Bei Messungen mit und für die Hochschule Offenburg wurden zudem mit sehr geringem Mehraufwand Messdaten bezüglich Genauigkeit des vorhanden Coriolismesser erhoben und verwertet. Ein bisher ungelöstes Problem für die kommerzielle Nutzung von Wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die eichfähige Mengenmessung bei der Betankung. Bisher auf dem Markt befindliche Durchflussmesser für Wasserstofftankstellen arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip und erreichen nicht die geforderten Messunsicherheiten. Ziel des Arbeitspakets der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur eichfähigen Mengenmessung. Notwendige Bedingung für die Eichfähigkeit ist zum einen eine ausreichende Messrichtigkeit, zum anderen muss Messbeständigkeit sichergestellt werden. Hierzu gehören beispielsweise Manipulationssicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Sensorbeständigkeit. Aufgrund der geforderten Manipulationssicherheit kommen Messmethoden wie bspw. das Wiegen der Fahrzeuge oder Tanksysteme nicht infrage, da diese vom Verbraucher beeinflusst werden können. Deshalb soll ein Durchflussmesser basierend auf dem Düsenmessverfahren entwickelt werden. Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Rahmenbedingungen bei Wasserstoffbetankungsvorgängen nach der Norm SAE J2601 erarbeitet. Basierend darauf wurde ein dynamisches Simulationsmodell entwickelt, welches die Berechnung der zeitlich veränderlichen Massen- und Volumenströme während der Betankung ermöglicht. Diese dienen als Grundlage für die Auslegung der Düsengeometrie sowie der benötigten Temperatur- und Druckmesstechnik. Parallel zu dem Durchflussmessgerät wurde ein gravimetrischer Teststand entwickelt, welcher es ermöglicht, die Messgenauigkeit der Düse zu untersuchen. Der Teststand ist mit einem Wasserstofftank ausgestattet, welcher während Betankungsversuchen befüllt werden kann um realistische Strömungsbedingungen zu erreichen. Text gekürzt

Kraftwerke des 21. Jahrhunderts (KW) 21

Das Projekt "Kraftwerke des 21. Jahrhunderts (KW) 21" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FfE Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. durchgeführt. Teil E2: - Kleine KWK-Systeme im Kraftwerksverbund - Prüfstandsuntersuchung - Technische Anforderungen an neue Kraftwerke im Umfeld dezentraler Stromerzeugung mit KWK-Systemen und regenerativen Energien. Teil E3: - Technische Anforderungen an neue Kraftwerke im Umfeld dezentraler Stromerzeugung mit KWK-Systemen und regenerativen Energien.

Teilvorhaben: 2.1, 2.2 und 2.3

Das Projekt "Teilvorhaben: 2.1, 2.2 und 2.3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik - Hermann-Föttinger-Institut durchgeführt. In dem Projekt wird an der TU Berlin ein auf Maschinengröße skaliertes Brennerdesign im Labor detailliert untersucht. Bestandteil dieser Arbeiten ist die Anpassung des Prüfstandes an der TU Berlin, der Bau von Versuchsträgern und die Testdurchführung in enger Zusammenarbeit mit MAN, wo Betriebskonzepte für den gesamten Bereich von Leerlauf (Idle) bis Volllast definiert und untersucht werden. Ziel der experimentellen Arbeiten ist eine detaillierte Untersuchung der Stabilitätsgrenzen des Brenners mit und ohne Wasserstoffanreicherung als auch die Bereitstellung von Daten für weitere Modellierung. Des Weiteren sind numerische Simulationen geplant welche parallel zu den Experimenten laufen. Ziel ist die Untersuchung der Sensitivität der numerischen Resultate auf die Eingangs und Randbedingungen als auch die Untersuchung der Vorhersagegüte der Flammenposition.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das Fraunhofer ISE hat im Rahmen dieses Projektes die hauseigene Wasserstoff-Tankstelle um einen zweiten Hochdruckspeicher, einen zweiten Mitteldruckverdichter, zwei Mengenmesser und eine Elektrolyse-Leistungssteuerung erweitert und die Lüftung im Betriebsmittelraum verändert. Zudem wurde die im Projekt vom Partner Sick entwickelte Gasanalytik in die Tankstelle und die vom Partner Sick entwickelte Mengenmessung in einen 200kW Elektrolyse-Teststand integriert. Damit wurde die Betankungskapazität pro Fahrzeug und insgesamt verbessert, die Zuverlässigkeit der Tankstelle erhöht und die Infrastruktur geschaffen, um Langzeituntersuchungen von Gasverunreinigungen, Elektrolyse-Degradation und Wasserstoff-Verlusten an der Tankstelle durchzuführen, sowie einen Feldtest für die entwickelten Komponenten des Partners Sick durchzuführen. Alle Nachrüstungen waren erfolgreich - die Lüftungsanpassung zur Verbesserung der Vorkühlungszuverlässigkeit und Lebensdauer erfüllte jedoch bis zum Projektende nicht die Erwartungen. Bei Messungen mit und für die Hochschule Offenburg wurden zudem mit sehr geringem Mehraufwand Messdaten bezüglich Genauigkeit des vorhanden Coriolismesser erhoben und verwertet. Ein bisher ungelöstes Problem für die kommerzielle Nutzung von Wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ist die eichfähige Mengenmessung bei der Betankung. Bisher auf dem Markt befindliche Durchflussmesser für Wasserstofftankstellen arbeiten nach dem Coriolis-Prinzip und erreichen nicht die geforderten Messunsicherheiten. Ziel des Arbeitspakets der Hochschule Offenburg ist die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur eichfähigen Mengenmessung. Notwendige Bedingung für die Eichfähigkeit ist zum einen eine ausreichende Messrichtigkeit, zum anderen muss Messbeständigkeit sichergestellt werden. Hierzu gehören beispielsweise Manipulationssicherheit, Elektromagnetische Verträglichkeit und Sensorbeständigkeit. Aufgrund der geforderten Manipulationssicherheit kommen Messmethoden wie bspw. das Wiegen der Fahrzeuge oder Tanksysteme nicht infrage, da diese vom Verbraucher beeinflusst werden können. Deshalb soll ein Durchflussmesser basierend auf dem Düsenmessverfahren entwickelt werden. Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Rahmenbedingungen bei Wasserstoffbetankungsvorgängen nach der Norm SAE J2601 erarbeitet. Basierend darauf wurde ein dynamisches Simulationsmodell entwickelt, welches die Berechnung der zeitlich veränderlichen Massen- und Volumenströme während der Betankung ermöglicht. Diese dienen als Grundlage für die Auslegung der Düsengeometrie sowie der benötigten Temperatur- und Druckmesstechnik. Parallel zu dem Durchflussmessgerät wurde ein gravimetrischer Teststand entwickelt, welcher es ermöglicht, die Messgenauigkeit der Düse zu untersuchen. Der Teststand ist mit einem Wasserstofftank ausgestattet, welcher während Betankungsversuchen befüllt werden kann um realistische Strömungsbedingungen zu erreichen. Text gekürzt

Renewables in a Stable Electric Grid (RE-SERVE)

Das Projekt "Renewables in a Stable Electric Grid (RE-SERVE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ericsson GmbH durchgeführt. Future energy systems will use renewable energy sources to minimise CO2 emissions. Currently large generators powered by fossil fuel turbines maintain the stability and quality of energy supplies through their inertia. The inertia of these generator-turbine groups gives providers a significant time window in which to react to network events. We urgently need to find ways to stabilise energy systems with up to 100% RES (where inertia is often lost due to power converter mediated energy transfer) to generate 'RE-SERVEs' so that society can relax in the knowledge that it has a stable and sustainable energy supply. RE-SERVE will address this challenge by researching new energy system concepts, implemented as new system support services enabling distributed, multi-level control of the energy system using pan-European unified network connection codes. Near real-time control of the distributed energy network will be enabled by innovative 5G based ICT. Energy system use case scenarios supplied by energy providers will form the basis of energy system models. Performance characteristics of the new control mechanisms will be investigated through integration of energy simulations and live 5G communications. We will create a pan-European multi-site simulation test-bed, bringing together the best facilities in Europe. RE-SERVE results include published models of system support services, innovative architectures for the implementation of the services, performance tests on our pan-European real-time simulation, and live, test-beds, a model for pan-European unified network connection codes and actions to promote results to standardisation organisations, all of which maintain the RE-SERVE in energy systems. Commercialisation of results will result in breakthroughs in the efficient utilisation of use of RES, a spin-off and a wide range of enhanced professional solutions and services.

TE-freie HV-Quelle

Das Projekt "TE-freie HV-Quelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von iseg Spezialelektronik GmbH durchgeführt. Ziel des vorgeschlagenen Kooperationsprojektes ist es, wesentliche Baugruppen für Prüf-/Diagnosesystem für Seekabel, Offshore-Windparks und Energiekabel zu entwickeln und als Spin-Off Kernbaugruppen und Algorithmen für ein Kabelmonitoringsystem zu realisieren. Das System soll den gegenwärtigen und zukünftigen Veränderungen im weltweiten Energieverteilungsnetz Rechnung tragen. Darüber hinaus ist es vorgesehen, zu eruieren wie die Monitoringergebnisse einer zentralen Leitwarte zur Visualisierung zur Verfügung gestellt werden kann. Ziel des Teilvorhabens ist es, eine neue Generation von Hochspannungsversorgungssystemen zu entwickeln, die für den Einsatz in der modernen Kabelprüftechnik geeignet ist, aber auch für Kondensatorlader, Magnetronanlagen als auch für Kompaktröntgenanlagen eingesetzt werden kann. Einerseits bedarf es einer Erhöhung der Ausgangsleistung der HV-DC Quellen und Erweiterung der Funktionalität, andererseits müssen die strengen Anforderungen (TE-frei, Gewicht, Volumen, Kosten und Einsatzbedingungen) erfüllt werden. Diese Eigenschaften lassen sich nur durch einen hohen Integrationsgrat kombiniert mit dem Einsatz modernster Bauelemente und unter Nutzung unkonventioneller Steuerungs- und Regelungsalgorithmen vereinen. Für die inhaltliche und terminliche Kontrolle des Teilvorhabens werden sechs Meilensteine definiert.

Mobiles Notfallsystem für den Einsatz bei Havarien mit Chlor

Das Projekt "Mobiles Notfallsystem für den Einsatz bei Havarien mit Chlor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Akzo Nobel Industrial Chemicals GmbH durchgeführt. Das Unternehmen Akzo Nobel Industrial Chemicals GmbH betreibt Chloralkali-Elektrolysen an den Standorten Bitterfeld, Frankfurt am Main und Ibbenbüren. Aus einer Kochsalzlösung werden die Produkte Chlor, Natronlauge und Wasserstoff er-zeugt. Während ein Teil zu Folgeprodukten wie Salzsäure, Bleichlauge und Eisensalz-lösungen weiterverarbeitet oder über Rohrleitungen transportiert wird, wird ein Teil der Chlorproduktion an Kunden über den Schienenverkehr ausgeliefert. Trotz hoher Sicherheitsstandards, die für den Transport von Chlor bereits heute gelten, bleibt ein Restrisiko, wenn es zu einem Zugunglück kommt. Dann müssen die Kesselwagen ggf. restlos entleert werden. Damit dabei kein Chlor austreten kann, wird das Unternehmen ein innovatives mobiles Notfallaggregat für Chlorunfälle bereitstellen. Mit der Anlage soll künftig im Falle einer Havarie schnell eine vollständige und risikofreie Umwandlung des Chlors erfolgen, das dann sicher abtransportiert werden kann. Das Vorhaben wird aus dem Umweltinnovationsprogramm gefördert. Das Notfallaggregat wird eine mobile Chlorabsorptionsanlage, ein Notfall-Kit, das den Anschluss an Chlor-Kesselwagen und die Hilfsenergieversorgung ermöglicht, und einen Teststand umfassen. Die neun Tonnen schwere Anlage soll in ISO-Containern untergebracht werden, deren Transport an den Ort der Havarie über Straße, Schiene und möglicherweise auch Luft möglich ist. Einmal vor Ort, soll die Anlage innerhalb kürzester Zeit einsatzbereit sein. Das Notfallaggregat ist durch Verwendung moderner Werkstoffe bis hin zur Kopplung von Mehrfachreaktionskreisläufen innovativer als die bisher angewandte Technik. Die vorgesehene Kühlung sorgt für eine Steigerung der Effizienz und der Sicherheit bei der Absorption. Eine Steuereinheit des Aggregats garantiert, dass etwa bei der Über-schreitung der sicheren Prozessbedingungen eine Notabschaltung erfolgt. Die Kombination dieser Ansätze führt nicht nur zu einer vollständigen Umwandlung des Chlors, sondern im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren auch zu einer Durchsatz-steigerung um den Faktor 10. Das Unternehmen plant, das Notfallsystem im Rahmen des Transport-Unfall-Informations-Systems (TUIS) Behörden, Feuerwehren, Polizei und anderen Einsatzkräften zur Verfügung zu stellen. Damit wird der Schutz von Bevölkerung und Umwelt erheblich erhöht.

Teilvorhaben MAN Truck & Bus AG

Das Projekt "Teilvorhaben MAN Truck & Bus AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Truck & Bus SE durchgeführt. Das Projekt TruckER (Truck + EnergyManagement + Rankine-Kreislauf) greift den mittlerweile bekannten technologischen Ansatz auf, die Transporteffizienz von Lkw mit Hilfe eines Rankine-Kreislaufs (Dampfkreislauf) zu erhöhen. Der Rankine-Kreislauf ermöglicht die Rückgewinnung eines Teils der bisher ungenutzten Abwärmeenergie und soll optimal in das Gesamtenergiemanagement des Fahrzeugs eingebunden werden. Hierzu werden auf Basis eines Gesamtfahrzeugmodells Simulationsuntersuchungen durchgeführt, um eine ganzheitliche Betrachtung des Systems zu ermöglichen. Rückkopplungseffekte zwischen den Teilsystemen können analysiert und optimiert werden. Hierzu zählen auch Untersuchungen zur Integration des Rankine-Kreislaufs in neue Energiemanagementstrategien, wie zum Beispiel konventionelle Fahrzeuge mit optimierten Nebenaggregatantrieben, Hybridisierungskonzepte oder energieeffizientes vorausschauendes Fahren. Die Simulationsmodelle werden mit Hilfe von stationären und transienten Prüfstandsuntersuchungen validiert und angepasst. Die Messergebnisse werden dabei bei MAN Truck & Bus am Systemprüfstand erarbeitet. Anschließend sollen die Ergebnisse aus Simulation und Prüfstandsläufen und anhand eines real fahrbaren Versuchsträgers bestätigt werden. Die MAN Truck & Bus AG ist als Federführer an allen Arbeitspaketen beteiligt und übernimmt die Organisation und Koordination zwischen den Partnern. Ein Schwerpunkt liegt in dem Aufbau des Gesamtfahrzeug-Co-Simulationsmodells bestehend aus den Modellen für die Fahrzeuglängsdynamik, das Thermomanagement, die Motorsimulation und den Rankine-Kreislauf. Der andere Schwerpunkt liegt in dem Aufbau des Dampfkreislaufs am Antriebsprüfstand und im Fahrzeug. Der begrenzte Bauraum erfordert konstruktive Anpassungen, die durch die Prototyperfahrung bei MAN geleistet werden kann. Mit dem ganzheitlichen Gesamtfahrzeugmodell sollen schließlich realistische Aussagen über den Einsatz eines Rankine-Kreislaufs im Nutzfahrzeug gemacht werden.

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