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Starkregengefahrenkarte Wuppertal

Die Starkregengefahrenkarte Wuppertal ist eine im Auftrag der Stadt Wuppertal von der Firma cismet GmbH, Saarbrücken, betriebene interaktive Internet-Kartenanwendung zur Information der Öffentlichkeit über Überflutungsrisiken im Zusammenhang mit Starkregenereignissen. Sie stellt hierzu in einem 1m x 1m Raster in zwei umschaltbaren Kartenansichten maximale Wasserstände bzw. maximale Fließgeschwindigkeiten dar, die im Verlauf von simulierten Starkregenereignissen auftreten. Die Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten werden jeweils mit einem Farbverlauf visualisiert. Die Karte umfasst vier simulierte Szenarien, drei "Modellregen" sowie das anhand der Niederschlagsmessungen desselben Tages nachgestellte Starkregenereignis vom 29.05.2018. Die Implementierung erfolgte ebenfalls durch die Firma cismet als Applikation innerhalb des anwendungsübergreifenden Softwareprojektes "TopicMaps Wuppertal". Im März 2021 wurde die Anwendung um eine innovative animierte Visualisierung des Regenwasserabflusses ergänzt, im Januar 2023 um eine Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Simulationen. Im Mai 2024 wurde die Starkregengefahrenkarte als Anwendungskomponente innerhalb des Urbanen Digitalen Zwillings der Stadt Wuppertal (DigiTal Zwilling) qualifiziert. Im Konzept des DigiTal Zwillings implementiert die Starkregengefahrenkarte einen Teilzwilling, der dem Fachzwilling Klimawandel zuzuordnen ist. Die Starkregengefahrenkarte ist in die Internet-Angebote der Stadt Wuppertal (https://www.wuppertal.de/starkregen) und der Wuppertaler Stadtwerke (https://www.wsw-online.de/wsw-energie-wasser/privatkunden/produkte/dienstleistungen/abwasser/starkregen) integriert. Die Simulationsberechnungen wurden im Auftrag der Stadt Wuppertal und der Wuppertaler Stadtwerke durch das Ingenieurbüro Dr. Pecher AG (Erkrath) durchgeführt. Der Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser wurden hierbei vereinfacht berücksichtigt. Die Simulationsberechnungen werden in unregelmäßiger Folge aktualisiert. Für die Hintergrundkarten nutzt die Starkregengefahrenkarte Internet-Kartendienste (OGC-WMS) des Regionalverbandes Ruhr zur Stadtkarte 2.0, des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie zur basemap.de sowie der Stadt Wuppertal (True Orthofoto, Amtliche Basiskarte ABK und Hillshade). Technisch basiert die Starkregengefahrenkarte auf Open-Source-Komponenten, insbesondere den JavaScript-Bibliotheken "React" und "Leaflet". Die Starkregengefahrenkarte Wuppertal ist frei zugänglich für beliebige interne Nutzungen. Die Integration in eine eigene online-Applikation oder Website des Anwenders ist generell vertrags- und kostenpflichtig.

Windtec 1200 kW-cost/light-weight wind turbine

Das Projekt "Windtec 1200 kW-cost/light-weight wind turbine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windtest Kaiser-Wilhelm-Koog durchgeführt. General Information/Objectives: The objective of the project is to develop a 3-bladed, 1.2 MW, variable speed, pitch controlled wind turbine, with (a) reduced tower head mass, (b) optimized energy yield for low wind speed regimes, and (c) improved logistics with strong emphasis on the erection of the turbine without crane. The combination of all these improvements are expected to lead to reduced costs of power production, whereby the goal is to produce electrical power for 0.038 ECU/kWh in a wind regime of 8 m/s at a hub height of 60 m. Technical Approach Above objectives are achieved by developing various new components as: (1) Improved variable speed power electrics on the basis of a doubly fed induction generator. (2) Integrated drive train design with the main target of reducing weight and costs. (3) Light weight rotor blade design, utilizing carbon fibre technology. (4) Optimized slip-form concrete tower designed to reduce costs and to improve the dynamics of the complete system. (5) Modular nacelle design including an on-board erectable crane system, which allows the nacelle and the rotor to be installed without an external mobile crane. After the engineering phase a prototype will be manufactured and installed in the eastern part of Austria. Loads and performance measurements will be performed and reported under the Scientific Measurement and Evaluation Programme (SMEP), which was developed for the WEGA-II machines. The analysis of the measurements will be the basis for (a) the validation of the design and the performance of the wind turbine, and (b) further improvements of the design. Expected Achievements and Exploitation The expected outputs of the project are: (1) Validation of software programs by comparing dynamic simulations with measurements. (2) Development of a variable speed power electrics system, which is highly efficient and at the same time very cost effective. (3) Development of a light weight rotor blade with high aerodynamic efficiency. (4) Improvement of the logistics for the installation of a MW-class wind turbine. The combination of all these features should lead to a wind turbine with substantially improved economics by guaranteeing excellent power quality. Prime Contractor: Windtec Anlagenerrichtung- und Consulting GmbH; Völkermarkt; Austria.

Teilprojekt A 4.3; A 5.2

Das Projekt "Teilprojekt A 4.3; A 5.2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Boden, Wasser, Luft, Lehrstuhl Bodenschutz und Rekultivierung durchgeführt. A. Auf der Grundlage GIS - gestützter Modelle werden Handlungsempfehlungen für eine an den Erfordernissen des Hochwasserschutzes orientierten präventiven land- und forstwirtschaftlichen Bodennutzungsplanung entwickelt. Die Parametisierung des Modells Grundlage vorhandener physio-geographischer Daten erfolgen. Das Modell dient der Berechnung von Wasser- und Stoff-Flüssen in terrestrischen Ökosystemen und berücksichtigt die für die Einschätzung der Bodenerosion bzw. -degradation relevanten Bodenkenndaten. B. Flutkatastrophen an Flüssen werden durch erhöhte Abflussereignisse ausgelöst, bei denen sich Wassermassen auf Vorländern und nach Deichbruch in ungeschütztem Gelände ausbreiten. Ziel des Projektes ist es, diese raum-zeitlich variablen Überflutungsvorgänge außerhalb der originären Flussquerschnitte im Katastrophenfall mit mathematisch-numerischen Modellen zu simulieren. Die Simulationen dienen u.a. der Ermittlung noch nutzbarer Verkehrswege für Evakuierungen sowie der Durchführung von Schutzmaßnahmen.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Labor Mess- und Regelungstechnik durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schäffler sinnogy durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GridSystronic Energy GmbH durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

BVG

Das Projekt "BVG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) AöR durchgeführt. Ziel ist es, ein Gesamtkonzept für die Elektrifizierung von öffentlichem Busverkehr zu erstellen und die daraus resultierenden Anforderungen an ein mit erneuerbaren Energien gespeistes lokales Smart Grid aufzuzeigen. Dabei werden sowohl Simulationstools eingesetzt als auch praktische Versuche durchgeführt. Mit Ausnahme von wenigen Prototypen gibt es derzeit keine elektrifizierten Fahrzeuge für den Entsorgungsverkehr. Im Bereich ÖPNV gibt es zwar bereits elektrische Busse, diese haben jedoch aufgrund der Speicherproblematik entweder eine unzureichende Reichweite oder eine zu geringe Sitzplatzkapazität. Lademöglichkeiten auf der Strecke bieten hier eine Lösung. Im Rahmen des Projekts werden die Anforderungen an eine Elektrifizierung unterschiedlicher Fahrzeugtypen ermittelt. Das erforderliche Lastmanagement wird simuliert und auf dem Campus getestet. Es wird ein Gesamtkonzept für flächendeckende Ladestationen entwickelt. Hierbei werden mögliche Synergien durch gemeinsam genutzte Infrastruktur aufgezeigt. Die Skaleneffekte bei einer flächendeckenden Elektrifizierung werden ermittelt und eine Roadmap zur langfristigen Umstellung der Fahrzeugflotten wird erarbeitet. Der laufende horizontale Abgleich der Projektpartner BSR, BVG und TU Berlin ist durch die räumliche Nähe auf dem Campus und die Struktur der Zusammenarbeit gewährleistet. Ferner werden die Erkenntnisse in die Lehr-, Aus- und Weiterbildungsangebote des EUREF Campus integriert.

HTW

Das Projekt "HTW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Fachbereich 01, Studiengang Umwelttechnik , Regenerative Energien durchgeführt. Bisher sind am EUREF Campus einige Erzeugungsanlagen (darunter kleine WKA, Solaranlagen, Stirling BHKW) installiert. Das Ziel des Vorhabens ist es, die installierte Leistung erneuerbarer Erzeuger so zu steigern, dass Sie bedarfsgerecht und effizient zur Eigenbedarfsdeckung beiträgt. Dazu gehört nicht nur der Strombedarf der Gebäude auf dem Campus, sondern auch die Einbindung der elektrischen Fahrzeugflotte in das Last- bzw. Energiemanagement. Die zukünftige Lösung sieht eine intelligente Regelung vor, welche die Erzeuger mit ihrem z.T. fluktuierenden Einspeiseverhalten mit den Verbrauchern so kombiniert, dass die Energieüberschüsse minimiert werden und eine Unterdeckung des Strombedarfs weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Die intelligente Anwendung von Energiespeichern, sowohl fest installiert als auch durch bidirektionale Anbindung von Elektrofahrzeugen (Vehicle to Grid), spielt bei der Realisierung eine zentrale Rolle. Im ersten Schritt wird eine messdatengestützte Simulation der Last- bzw. Erzeugungsflüsse durchgeführt, die die Grundlage für die Dimensionierung der zukünftigen Erzeuger und Energiespeicher darstellt. Auf Basis der Ergebnisse kann die Realisierung der Anlagen vorgenommen werden. Um die Funktionalität nachzuweisen und die Regelungsstrategien zu optimieren, muss anschließend ein umfassendes Energiemonitoring vorgenommen werden. Dadurch kann die Erreichung der festgelegten Ziele überprüft, sowie die getroffenen Simulationsannahmen validiert werden.

Teilvorhaben: 1.113, 1.143, 1.233, 1.242, 1.246, 1.252, 1.322, 1.425

Das Projekt "Teilvorhaben: 1.113, 1.143, 1.233, 1.242, 1.246, 1.252, 1.322, 1.425" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Motoren- und Turbinen Union Friedrichshafen durchgeführt. Bei der numerischen Optimierung von Verdichter- und Turbinenschaufeln (AP 1.113) steht die Auffaedelung von 2D-Schnitten zu einer starkenden Schaufel im Vordergrund. Die Weiterentwicklung und Validierung eines blockstrukturierten Navier-Stokes-Verfahrens an Hand von Lasermessungen ist Schwerpunkt des AP 1.143. Im AP 1.233 werden Verfahren zur gezielten Auslegung eines Systems zur aktiven Schallminderung fuer Turbomaschinen entwickelt. Zur Berechnung des instationaeren Verhaltens transonischer Axialverdichter an der Stabilitaetsgrenze wird ein vorhandenes 2D-Verfahren auf 3D erweitert (AP 1.242). Die Analyse der am Niedergeschwindigkeitsverdichter der TU-Dresden durchgefuehrten Messungen dienen der Frueherkennung der Verdichterstabilitaet (AP 1.246). Der Gueltigkeitsbereich der unter verschiedenen Annahmen entwickelten Verfahren zur Berechnung der Flatterstabilitaet wird im AP 1.252 untersucht. Im AP 1.322 werden zur Auslegung aerothermisch optimal filmgekuehlter Turbinenschaufeln 3D-Optimierungsstrategien entwickelt. Das Potential zur Verbesserung des Sekundaerstroemungsverhaltens in den Randzonen hochbelasteter Turbinengitterbeschaufelungen wird in AP 1.425 untersucht.

WOH

Das Projekt "WOH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Fahrzeugtechnik Stuttgart (IFS), Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik durchgeführt. In unserem Vorhaben entwickeln wir ein System zur Bereitstellung von hochaufgelösten, bodennahen Windvorhersagen für Reichweitenprognosesysteme, die in Elektrofahrzeugen genutzt werden. Aktuell auf dem Markt verfügbare Windvorhersagen berücksichtigen nicht oder nur ungenügend kleinskalige Merkmale wie Topografie, Wälder und anderen Bewuchs, sowie Bebauung entlang von Straßen. In unserem Windvorhersagensystem fokussieren wir uns auf Straßen und können damit den Einfluss dieser Merkmale auf den bodennahen Wind durch Strömungssimulationen zu berechnen. Hierzu führen wir basierend auf zur Verfügung stehenden Wetterdaten ein spezifisches Downscaling des wetterbedingten Windes auf Straßen. Die Ergebnisse unserer Simulationen werden über eine bereits von den Herstellern genutzte Cloudplattform zur Verfügung gestellt. Damit ermöglichen wir Fahrzeugherstellern ihre Reichweitenprognosen für Elektroautos entscheidend zu verbessern.

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