Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.
Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.
Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.
Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.
Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.
Das Projekt VolARC ist eines von fünf Projekten des Antrags für die zweite Phase der DFG Forschungsgruppe VolImpact (FOR 2820), deren erste Phase im Frühjahr 2019 begann. VolARC befasst sich mit wichtigen und offenen Fragen vulkanischer Effekte auf stratosphärische Aerosole und deren Einfluss auf die Strahlungsbilanz des Erdsystems. Basierend auf den Arbeiten der laufenden Phase I sollen in Phase II folgende drei Themen bearbeitet werden:(1) Konsolidierung des Verständnisses der Entwicklung stratosphärischer Aerosolparameter nach Vulkanausbrüchen und Untersuchung der Gründe für die verbleibenden Unterschiede zwischen beobachteten und modellierten stratosphärischen Aerosolparametern (Aerosolextinktionsprofile, optische Tiefe und insbesondere die Teilchengrößenverteilung stratosphärischer Aerosols), sowie Behebung der Ursachen für die Unterschiede. Insbesondere die zeitliche Entwicklung der Aerosolgrößenverteilung soll besser verstanden werden. (2) Untersuchung des Einflusses von Modellauflösung und Transport auf die Entwicklung vulkanischer Aerosolwolken in der Stratosphäre. In Phase II wird ein “Seamless Simulation”-Ansatz verwendet, der mittels mehrerer Nests eine konsistente Modellierung aller relevanten Prozesse auf den entsprechenden Skalen ermöglicht, von der initialen Entwicklung der Vulkanwolke bis hin zu globalen und längerfristigen Skalen. (3) Untersuchung der Fähigkeit von Limb- und Okkultationsinstrumenten, vulkanische Sulfataerosole in der Stratosphäre nach stärkeren Vulkanausbrüchen zu erfassen. Bereits bei relativ moderaten optischen Tiefen wird die Sichtlinie in Limb-Geometrie optisch dicht und eine robuste Bestimmung der Aerosolextinktion problematisch. Außerdem wird untersucht, ob aktuelle Satelliteninstrument in der Lage sind, eine im Rahmen von Geoengineering Aktivitäten künstliche verstärkte stratosphärische Aerosolschicht zu erfassen und zu überwachen. Diese Themen werden durch die Synergy globaler Satellitenbeobachtung stratosphärischer Aerosolparameter im optischen Spektralbereich und globaler Modellsimulationen mit expliziter Aerosolmikrophysik untersucht. Wir werden u.a. unsere eigenen Algorithmen verwenden um aus Messungen vergangener, aktueller und zukünftiger Satelliteninstrumente (bsp. OMPS-LP, SAGE III and SCIAMACHY) Aerosolparameter abzuleiten. Die Modellsimulationen werden hauptsächlich mit ICON-ART durchgeführt, aber auch MAECHAM-HAM-Simulationen werden zum Vergleich mit Messdaten und ICON-ART-Simulationen zum Einsatz kommen. Das VolARC-Projekt ist sehr gut mit den anderen vier VolImpact-Projekten vernetzt, insbesondere durch die definierten übergreifenden Forschungsthemen an denen jeweils mehrere VolImpact-Projekte beteiligt sind. Diese Themen sind: (1) die Aerosolteilchengrößenverteilung, (2) vulkanische H2O-Injektionen in die mittlere Atmosphäre und (3) Strahlungsantrieb durch vulkanische Effekte. Darüber hinaus wird VolARC alle Aktivitäten zur Seamless-Simulation in VolImpact koordinieren.
Die genaue Vorhersage der räumlichen Verteilung von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit im Inneren von Gebäuden sowie in Passagierkabinen von Flugzeugen, Bahnen, Reisebussen und Personenkraftwagen ist für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Menschen sowie für den sparsamen Einsatz von Energie zum Heizen und Klimatisieren von entscheidender Bedeutung. Obwohl die Strömungsmechanik bei der Erforschung dieser Strömungen - den sogenannten Raumluftströmungen - sowohl in experimenteller als auch in numerischer Hinsicht in den vergangenen zehn Jahren große Fortschritte erzielt hat, ist es bis heute noch nicht möglich, Strukturbildungsprozesse in diesen Strömungen auf räumlichen Skalen von mehreren Metern und auf zeitlichen Skalen von mehreren Stunden mit hinreichender Genauigkeit vorherzusagen. Die physikalische Ursache für diese Schwierigkeit liegt darin begründet, dass es sich hierbei um eine Überlagerung von erzwungener und natürlicher thermischer turbulenter Konvektion handelt, die als gemischte Konvektion oder Mischkonvektion bezeichnet wird. Dieser Strömungstyp ist im Gegensatz zu rein erzwungener oder rein thermischer Konvektion notorisch schwer vorherzusagen. Das Ziel des vorliegenden Projektes besteht darin, den Mangel an Wissen über Strukturbildungsprozesse in gemischter turbulenter Konvektion zu überwinden, wobei sich die untersuchte Geometrie an Fragestellungen der Raumluftströmung orientiert. Nachdem der Antragsteller im Rahmen des von 2007 bis 2012 laufenden DFG- Antrages Strukturbildung turbulenter Mischkonvektion in Räumen und Passagierkabinen erstmalig die Machbarkeit einer realitätsgetreuen Nachbildung von Raumluftströmungen in einem verkleinerten Modellmaßstab von 1 zu 10 durch Verwendung des Gases Schwefelhexafluorid bei 5 bar nachgewiesen hat, steht die im Paketantrag errichtete Versuchsanlage SCALEX nunmehr für umfassende experimentelle Untersuchungen zur Verfügung. Aufbauend auf den im Paketantrag geleisteten Vorarbeiten besteht das spezielle Ziel des vorliegenden Projektes in der experimentellen Analyse dreier Strukturbildungsaspekte turbulenter Mischkonvektion für eine bislang in keinem Laborexperiment erreichte Breite des Parameterbereiches von Reynolds- und Rayleighzahlen. Hierzu sollen in einem ersten Schritt räumliche Symmetriebrechungsprozesse, in einem zweiten Schritt Hystereseprozesse und in einem dritten Schritt zeitabhängige Strukturwandlungen erforscht werden. Obwohl das Projekt erkenntnisorientiert ist und nicht der Lösung konkreter Raumluftströmungsprobleme dient, ist die untersuchte Geometrie der Passagierkabine eines Verkehrsflugzeuges nachempfunden. Somit kommen die zu gewinnenden grundlegenden Erkenntnisse langfristig der Luftfahrt- sowie der Schinen- und Straßenfahrzeugforschung zugute.
Wissenschaftler sowie Politiker erwägen die regionale Verwendung von Marine Cloud Brightening (RegMCB) als mögliche Solar Radiation Management Technologie um die Erderwärmung durch anthropogene Treibhausgase gezielt zu verlangsamen. Während theoretische Arbeiten bezeugen, dass dieser Ansatz prinzipiell einen kühlenden Effekt im Klimasystem erzeugen kann, verbleiben enorme Unsicherheiten bezüglich der Wirksamkeit und der potentiellen Auswirkungen dieses Ansatzes. Dennoch werden erste MCB Feldexperimente in Australien bereits durchgeführt und sind auch in anderen Ländern in der Planung.Der aufhellende Effekt in marinen Wolken durch die kontinuierliche Emission von Seesalz in die untere Troposphäre ist bis heute nur hinreichend verstanden. Der Grad der Wirksamkeit dieser Technologie basiert hauptsächlich auf entweder hoch-aufgelösten Modellrechnungen, welche räumlich und zeitlich stark eingeschränkt sind, oder auf globalen Klimamodellrechnungen, welche auf stark vereinfachten Annahmen über den Ausstoß von Seesalzpartikeln basieren. Diese Lücke zwischen bisher verwendeten Modellansätzen werden wir innerhalb dieses Forschungsantrags schließen. Mit Hilfe von Simulationen von möglichen MCB Strategien innerhalb des Kalifornischen Stratocumulus Wolkendecks, werden wir den Wirksamkeitsgrad dieser Technologie unter realistischen Annahmen quantifizieren, und gleichzeitig potentielle Auswirkungen auf der regionalen Skala identifizieren und quantifizieren können.Innerhalb dieses Projektes werden wir eine vereinfachte Version von ICON-HAM, einem Klimamodell mit einer umfassenden Parametrisierung der Aerosolmikrophysik inklusive Strahlungskopplung und Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen, entwickeln und verifizieren. Unser Modellansatz beinhaltet die volle Komplexität ICON-HAMs für Seesalzgrößenverteilungen während alle anderen Aerosolspezien mit konstanten Hintergrundkonzentrationen vorgeschrieben werden. Diese Modellversion wird wir mithilfe von Beobachtungen des Kalifornischen Stratocumulus Wolkendecks verifiziert werden. Das Kalifornische Deck ist eins der vier subtropischen Stratocumulusregionen weltweit und ist im Vergleich zu den anderen Decks am umfassendsten vermessen und verstanden. Innerhalb von RegMCB werden wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen welche uns helfen werden den Wirksamkeitsgrad und die Grenzen dieser Technologie zu quantifizieren. Innerhalb dieses Antrages werden erstmals Simulationen durchgeführt welche auf realistischen MCB Szenarien basieren und die nötige Komplexität beinhalten Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen korrekt abzubilden. Gleichzeitig tragen die hier vorgeschlagenen Arbeiten zu einer Verbesserung unseres Verständnisses und der Repräsentation von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungen in marinen Stratocumuli allgmein bei.
Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.
Die Mischungsverhältnisse der wichtigsten langlebigen Treibhausgase in der Atmosphäre steigen durch die anhaltenden anthropogenen Emissionen weiter an. Die langlebigen Treibhausgase, die am meisten zum menschengemachten Klimawandel beitragen, sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Neben ihrem Beitrag zum Klimawandel weisen die Verteilungen dieser Gase starke Gradienten über die Tropopause auf und sind daher gute Indikatoren atmosphärischer Transportpozesse. mit einer Lebensdauer von ca. 850 Jahren und kontinuierlich steigenden Mischungsverhältnissen ist auch Schwefelhexafluorid (SF6), ein synthetisches Gas mit starkem Erwärmungspotential, wird häufig als Indikator des sogenannten Alters von Luftmassen verwendet, das ein Maß für die Stärke der stratosphärischen Transports ist.Das Vorhaben basiert auf der Harmonisierung und wissenschaftlichen Auswertung bereits existierender Messdaten dieser vier wichtigsten Treibhausgase und weiterer langlebiger halogenierte Spurenstoffe der Messplattform IAGOS_CARIBIC aus der Tropopausenregion. Der Datensatz deckt den Zeitraum 2005-2020 and und wird ergänzt durch Daten existierende Messungen im Rahmen verschiedener Messkamapgnen des deutschen Forschungsflugzeugs HALO.Die Datenauswertung wird sich konzentrieren auf: Trends der Mischungsverhältnisse langlebiger Treibhausgase in der oberen Troposphäre, insbesondere ihren Zeitversatz zu Messungen an Bodenmessstationen, die Variabilität langlebiger Treibhausgase in der Tropopausenregion und die Identifizierung und Quellenzuordnung auffällig hoher Spurengasmischungsverhältnisse in der oberen Tropopause. Das Ziel ist ein bessseres Verständnis atmosphärischer Transportprozesse, vor allem in die und in der Tropopausenregion.Außerdem soll im Rahmen des Vorhabens ein bestehender Messaufbau für Messungen halogenierte Spurengase an Luftproben mittels Gaschromatographie (GC) gekoppelt mit Massenspektrometrie um eine kleine GC-Einheit zur Messung von SF6 bei minimalen Probenverbrauch erweitert werden. Dafür beinhaltet das Vorhaben Untersuchungen zur Eignung nicht-radioaktiver Nachweismethoden für SF6. Detektoren, die auf geplusten Entladungen basieren, sind grundsätzlich für Messungen von SF6 geeignet, wurden aber noch nicht für Messungen in der Atmosphäre verwendet. Ein solcher Detektor soll für den Aufbau der neuen GC-Einheit getestet werden. Als Alternative ist ein Elektroneinfangdetektor, die etablierte Messtechnik basierend auf dem radioaktiven Zerfall eines Nickelisotops, vorgesehen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 239 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 22 |
| Land | 960 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 33 |
| Zivilgesellschaft | 17 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 21 |
| Daten und Messstellen | 949 |
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| Gesetzestext | 5 |
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| License | Count |
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