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Development of a modelling system for prediction and regulation of livestock waste pollution in the humid tropics

Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.

Technologien für besonders langlebige Leistungselektronik, Technologien für besonders langlebige Leistungselektronik - ARCHIMEDES

Fachliche Begleitung der Einführung des neuen Regelwerkes, der Überführung in die Genehmigungs- und Aufsichtspraxis in Deutschland sowie seiner bundeseinheitlichen Anwendung, Sicherstellung der internationalen Vergleichbarkeit

Das kerntechnische Regelwerk wird derzeit umfassend überarbeitet, da das bestehende Regelwerk Lücken aufweist und zum Teil veraltet ist. Regelentwürfe mit grundlegenden Sicherheitsanforderungen wurden in 11 Modulen erarbeitet, die derzeit als Revision B im Internet veröffentlicht sind (http://regelwerk.grs.de). Das Öko-Institut war an der Erstellung mehrerer Fachmodule beteiligt. Zusätzlich zu dem für die Einführung der Regeln vorgeschrieben Beteiligungsverfahren ist nun ein Kommunikations- und Diskussionsprozess vorgesehen, in dem die Fachöffentlichkeit (Betreiber, Behörden, Gutachter, Hersteller, RSK) einbezogen werden. Dieser Kommunikationsprozess wird durch ein Vorhaben des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) begleitet und unterstützt. In Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, dem Physikerbüro Bremen und weiteren Experten sollen die vorgebrachten Anmerkungen und Argumente frühzeitig aufgegriffen und im Hinblick auf eine Fortschreibung der Regelentwürfe geprüft werden. Weiterhin ist eine exemplarische Anwendung zur praktischen Erprobung des aktualisierten Regelwerks vorgesehen.

Benchmarking Forstwirtschaftlicher Zusammenschlüsse II, Teilvorhaben 2: Aufbau vom Benchmarking-ForumFWZ sowie betriebswirtschaftliche und datentechnische Aspekte

Das Vorhaben BenchmarkingFWZ-II greift die Ergebnisse vom Projekt BenchmarkingFWZ (Laufzeit 2019 bis 2022) auf und zielt auf die Etablierung und den Ausbau des Benchmarking-Systems für Forstwirtschaftliche Zusammenschlüsse in Deutschland ab. Die Gruppe der im Projekt beteiligten Zusammenschlüsse wird weiter ausgebaut, das Datenbankkonzept dynamisch den steigenden Datenmengen und Sicherheitsanforderungen angepasst, neue entstehende Geschäftsfelder integriert und für Geschäftsführungen und Vorstände eine webbasierte Informations- und Lernplattform entwickelt (Benchmarking-Forum FWZ). Im Projekt BenchmarkingFWZ II wird auf die Unterschiede der FWZ in den verschiedenen Bundesländern eingegangen; beim Vergleich werden unterschiedliche Grade der Professionalisierung und der Leistungsspektren berücksichtigt. Den oft als Ein-Personen-Unternehmen arbeitenden Organisationen fehlt häufig das betriebswirtschaftliche 'Know-how' zur Steuerung ihres FWZ. Die Arbeit der Vorstände ist oft von geringem Änderungswillen und hoher Risikoaversion geprägt. Kritische Faktoren des Ehrenamtes für FWZ umfassen eine große Verantwortung, Klärung von Haftungsfragen, Übertragung von fachlichen Aufgabenbereichen und ein hoher Zeitaufwand. Hier bestehen ein erhöhtes Maß an Beratungs- und Informationsbedarf, um das ehrenamtliche Engagement weiterhin zu fördern und zu stärken. Belastbare Daten zur Formulierung von strategischen Zielen, deren Monitoring und der Vergleich mit anderen Zusammenschlüssen sind wichtige Elemente für die Zukunftsfähigkeit dieser Organisationen und das betriebliche Management der Zusammenschlüsse BenchmarkingFWZ-II setzt an dieser Stelle an, bezieht die Vorstände verstärkt in die Diskussion mit ein und versteht sich als umfassender, praxisnaher und betriebswirtschaftlich fundierter Entwurf für eine heterogene Organisationsgruppe, die eine wesentliche Rolle für die Bewirtschaftung und Bereitstellung des nachwachsenden, klimafreundlichen Rohstoffs Holz in Deutschland.

Regulation der photosynthetischen Effizienz der Biomassebildung im dynamischen Lichtklima bei exemplarischen Grünalgen und Diatomeen

In dem Vorhaben wird untersucht, wie wirksam die absorbierte Lichtenergie in Biomasse konvertiert wird. Vergleichend werden Grünalgen und Diatomeen unter verschiedenen Licht- und Nährstoffbedingungen studiert. Auf diese Weise können die metabolischen Kosten unter Nährstoffmangel oder anderen produktivitätsbegrenzenden Bedingungen studiert werden. So wird auch die Säureanpassung ausgewählter Phytoplankter untersucht, um die Biomassebildung in extrem sauren Tagebaurestseen auf physiologischer Ebene zu verstehen. Es konnte gezeigt werden, dass unter Stickstoffmangel die Überführung anorganischen Kohlenstoffs in Biomassebildung durch eine Veränderung der makromolekularen Zusammensetzung der Zellen ähnlicher Effizienz stattfindet, wie unter optimaler Stickstoffversorgung. Dies führt zu einer ökologisch bedeutsamen Teilentkopplung des C und N Kreislaufs im Ökosystem. Ähnliches beobachtet man auch bei der Anpassung von Phytoplanktonalgen an extrem saure Bedingungen wie man sie in sauren Tagebaurestseen vorfindet.

Messsysteme für Großerzeugungs-Anlage, Teilvorhaben: Aufbau und Überprüfung einer Stresstest-Methodik zur Analyse und Absicherung von Sicherheits- und Robustheitseigenschaften

Zur Erreichung der gesteckten Klimaziele werden bis 2030 erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh benötigt. Über intelligente Messsysteme können entsprechende Erzeugungsanlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration und Vermarktung gesteuert werden - was bislang jedoch nur für kleine Anlagen möglich ist. Im Rahmen des Projekts MeGA wird unter Nutzung des Sicherheitskonzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) ein entsprechendes Konzept für die Anbindung von Großerzeugungsanlagen (GA) entwickelt und bis zum Feldtest gebracht, woraus sich ein neuer Anwendungsbereich der SMGW-Technologie erschließt. Ein Schwerpunkt der Arbeiten der Hochschule Albstadt-Sigmaringen bildet der Aufbau von Konzepten zur Analyse und Absicherung einer sicheren Steuerung von GAs auf Grundlage der SMGW-Infrastruktur, berücksichtigend verschiedene Aspekte der IT-Sicherheit und der Robustheit von IT-Systemen, wie etwa Angriffsszenarien, Fehlertoleranzverhalten, Ausfallsicherheit. Dies beinhaltet die Erarbeitung und Konsolidierung von Sicherheitsanforderungen bei der Steuerung von GAs, daraus abgeleitet die Erstellung eines Konzepts zur Analyse relevanter Sicherheits- und Robustheitseigenschaften, sowie dessen Umsetzung innerhalb einer entsprechenden Analyseumgebung. Darauf aufsetzend erfolgt der Aufbau einer Stresstest-Methodik zur systematischen Analyse und Absicherung von Sicherheits- und Robustheitseigenschaften, deren Anwendung die Labor- und Feldtestphase des Projekts aktiv begleitet. Weitere Arbeiten der Hochschule Albstadt-Sigmaringen adressieren im Rahmen der Anforderungsanalyse die Identifikation und Klassifikation energiewirtschaftlicher Marktrollen und relevanter Anwendungsfälle, sowie deren Abbildung in ein Rollen- und Kommunikationsmodell, welches die Grundlage für eine systematische Analyse der spezifischen Leistungsanforderungen an die WAN-Kommunikation von GAs liefert.

Erforschung einer multifunktionalen Leistungseinheit zum kombinierten Antrieb des Motors und Netzanbindung von Elektrofahrzeugen, Teilvorhaben: Erforschung aktiver Filter und Auslegung eines optimalen Designs multifunktionaler Umrichter für Elektrofahrzeuge

Vergleich und Bewertung der Sicherheitsanforderungen bei der Wiederaufarbeitung bundesdeutscher Brennelemente in der Bundesrepublik, Frankreich und Großbritannien

Mobile Sauerstoffanreicherungsanlage

Zweck und Ziel: Da nach dem Saarausbau im unteren Saarabschnitt in den langen Stauhaltungen Mettlach und Serrig die oertliche Verteilung der Sauerstoffmangelsituation stark wechseln wird, ging man bei der Planung davon aus, fuer einen sog Feuerwehreinsatz fuer diese Streckenabschnitte eine mobile Sauerstoffanreicherungsanlage zu bauen. Ausfuehrung: 1. Entwurf einer mobilen Sauerstoffanreicherungsanlage; 2. Modelluntersuchungen mit einem Sauerstoffeintragssystem; 3. Mitarbeit bei der Planungs- und Baudurchfuehrung; 4. Erprobung der Stationaeren Sauerstoffanreicherungsanlage und Verbesserung technischer Details. Ergebnisse: Im Mai 1985 wurde der WSD Suedwest und den beteiligten Laenderbehoerden der Entwurf einer mobilen Sauerstoffanreicherungsanlage vorgestellt. Die Zugabe von reinem Sauerstoffgas soll durch einen am Heck eines Schiffes befindlichen Tandemdiffusor erfolgen. Fuer die Funktion des Tandemdiffusors waren ausfuehrliche Grundlagenuntersuchungen erforderlich, ueber die im Jahresbericht 1985 Teil II berichtet wurde. Nach den Vorgaben von Schiffstechnik, Sicherheitsvorschriften und Modelluntersuchungen wurde die mobile Sauerstoffanreicherungsanlage 'Oxygenia' gebaut und im Fruehjahr 1988 in Betrieb genommen. Die Erprobung der Oxygenia bei den ersten Einsatzfahrten zeigte sich positiv. Es sind noch weitere Untersuchungen erforderlich um einzelne technische Details zu verbessern.

Additiv gefertigte, hoch angepasste Micro-Channel Wärmeübertrager in einem hocheffizienten Kaltdampfkühlsystem für Flugzeug-Leistungselektronik

Es soll ein integriertes Elektronikkühlsystem (EKS) für zivile Passagierflugzeuge entwickelt werden. Die Verdampfung soll direkt an den Platinen stattfinden, also dort wo die Wärme am Elektronikbauteil entsteht. Es sollen moderne Mikrokanäle zum Einsatz kommen, in denen ein sorgsam auszuwählendes Kältemittel verdampft, welches den bestehenden Sicherheitsanforderungen und zukünftigen Klimazielen genügt.

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