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Teilvorhaben: Aufbau eines Sensornetzwerks und Betrieb in der Cloud

Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau eines Sensornetzwerks und Betrieb in der Cloud" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ebm-papst neo GmbH & Co. KG - Dortmund durchgeführt. Durch die COVID-19-Pandemie ist das Bewusstsein für Raumluftqualität stark gestiegen, die neuerdings auch durch die Konzentration potenziell virenbeladener Aerosolpartikeln definiert ist. Aktuell liegt der Fokus von Maßnahmen auf dem Gesundheitsschutz, d.h. einer maximalen Reduktion der Partikelkonzentration, während der Energiebedarf kaum berücksichtigt wird. In ESTATE sollen daher Möglichkeiten zur Reduktion der Partikelkonzentration im Hinblick auf ihre Energieeffizienz beleuchtet und maximal sinnvoll kombiniert werden. Als energetisch optimale Lösung wird eine digital gesteuerte stationäre raumlufttechnische Anlage als ganzheitliches Konzept basierend auf Online-Messdaten der Raumluftqualität angestrebt. Als dauerhafte Lösung für Bestandsgebäude und zur Entwicklung von Betriebsweisen, optimierten Komponenten und Materialen werden mobile, flexible Geräte eingesetzt. Im zentralen Schritt sollen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei hohem Gesundheitsschutz entwickelt und basierend auf digitalen Techniken wie Sensornetzwerken, künstlicher Intelligenz, Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics) sowie cloudbasierter Datenanalyse gewinnbringend miteinander kombiniert werden. Durch Technologieweiterentwicklung soll eine verbesserte Energieeffizienz nicht nur auf System-, sondern auch auf Komponentenlevel erreicht werden. Die Ergebnisse sollen in Form von Referenzdatensätzen sowie in Form von Betriebsstrategien kurzfristig für die COVID-19-Pandemie, längerfristig für potenzielle zukünftige und durch Aerosole übertragbare Infektionskrankheiten Bausteine liefern, die ein stabiles Level an Gesundheitsschutz bieten und dabei aktiv die Erreichung der Klimaziele durch CO2-Einsparung mittels digitalisierter energieeffizienter Lösungen begünstigen. Ein Ergebnis des Vorhabens ist der Aufbau eines Sensornetzwerks zur Messung der Innenraumströmung. Cloudbasierte Algorithmen steuern die RLT-Anlage basierend auf Messwerten.

Teilvorhaben: mobile Raumluftreiniger

Das Projekt "Teilvorhaben: mobile Raumluftreiniger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mann + Hummel GmbH durchgeführt. Durch die COVID-19-Pandemie ist das Bewusstsein für Raumluftqualität stark gestiegen, die neuerdings auch durch die Konzentration potenziell virenbeladener Aerosolpartikeln definiert ist. Aktuell liegt der Fokus von Maßnahmen auf dem Gesundheitsschutz, d.h. einer maximalen Reduktion der Partikelkonzentration, während der Energiebedarf kaum berücksichtigt wird. In ESTATE sollen daher Möglichkeiten zur Reduktion der Partikelkonzentration im Hinblick auf ihre Energieeffizienz beleuchtet und maximal sinnvoll kombiniert werden. Als energetisch optimale Lösung wird eine digital gesteuerte stationäre raumlufttechnische Anlage als ganzheitliches Konzept basierend auf Online-Messdaten der Raumluftqualität angestrebt. Als dauerhafte Lösung für Bestandsgebäude und zur Entwicklung von Betriebsweisen, optimierten Komponenten und Materialen werden mobile, flexible Luftreinigungsgeräte eingesetzt. Im zentralen Schritt sollen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei hohem Gesundheitsschutz entwickelt und basierend auf digitalen Techniken wie Sensornetzwerken, künstlicher Intelligenz, Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics) sowie cloudbasierter Datenanalyse gewinnbringend miteinander kombiniert werden. Durch Technologieweiterentwicklung soll eine verbesserte Energieeffizienz nicht nur auf System-, sondern auch auf Komponentenlevel erreicht werden. Die Ergebnisse sollen in Form von Referenzdatensätzen sowie in Form von Betriebsstrategien kurzfristig für die COVID-19-Pandemie, längerfristig für potenzielle zukünftige und durch Aerosole übertragbare Infektionskrankheiten Bausteine liefern, die ein stabiles Level an Gesundheitsschutz bieten und dabei aktiv die Erreichung der Klimaziele durch CO2-Einsparung mittels digitalisierter energieeffizienter Lösungen begünstigen. Damit wird die Grundlage für umfassende und nachhaltige Luftreinigungskonzepte geschaffen, die sowohl fest installierte raumlufttechnische Anlagen als auch mobile Luftreiniger berücksichtigen.

Teilvorhaben: Modellierung und CFD-Simulation, Sensornetzwerke und KI

Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierung und CFD-Simulation, Sensornetzwerke und KI" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Heilbronn, Institut für Strömung in additiv gefertigten porösen Strukturen (ISAPS) - Verfahrens- und Umwelttechnik durchgeführt. Durch die COVID-19-Pandemie ist das Bewusstsein für Raumluftqualität stark gestiegen, die neuerdings auch durch die Konzentration potenziell virenbeladener Aerosolpartikeln definiert ist. Aktuell liegt der Fokus von Maßnahmen auf dem Gesundheitsschutz, d.h. einer maximalen Reduktion der Partikelkonzentration, während der Energiebedarf kaum berücksichtigt wird. In ESTATE sollen daher Möglichkeiten zur Reduktion der Partikelkonzentration im Hinblick auf ihre Energieeffizienz beleuchtet und maximal sinnvoll kombiniert werden. Als energetisch optimale Lösung wird eine digital gesteuerte stationäre raumlufttechnische Anlage als ganzheitliches Konzept basierend auf Online-Messdaten der Raumluftqualität angestrebt. Als dauerhafte Lösung für Bestandsgebäude und zur Entwicklung von Betriebsweisen, optimierten Komponenten und Materialen werden mobile, flexible Geräte eingesetzt. Im zentralen Schritt sollen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei hohem Gesundheitsschutz entwickelt und basierend auf digitalen Techniken wie Sensornetzwerken, künstlicher Intelligenz, Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics) sowie cloudbasierter Datenanalyse gewinnbringend miteinander kombiniert werden. Durch Technologieweiterentwicklung soll eine verbesserte Energieeffizienz nicht nur auf System-, sondern auch auf Komponentenlevel erreicht werden. Die Ergebnisse sollen in Form von Referenzdatensätzen sowie in Form von Betriebsstrategien kurzfristig für die COVID-19-Pandemie, längerfristig für potenzielle zukünftige und durch Aerosole übertragbare Infektionskrankheiten Bausteine liefern, die ein stabiles Level an Gesundheitsschutz bieten und dabei aktiv die Erreichung der Klimaziele durch CO2-Einsparung mittels digitalisierter energieeffizienter Lösungen begünstigen. An der HHN sollen Filtermaterialien, Filter und Zusatzbauteile entwickelt werden, das Sensornetzwerk aufgebaut und die KI-Modelle entworfen und gelernt werden.

Teilvorhaben: Elektroden- und Stackentwicklung

Das Projekt "Teilvorhaben: Elektroden- und Stackentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Dafür entwickelt ein Konsortium aus deutschen klein- und mittelständischen Unternehmen sowie einer Forschungseinrichtung gemeinsam eine neuartige Konzeption der Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom durch den Betrieb von Brennstoffzellen unter Nutzung des Energieträgers Methanol anstelle von Erdgas. Die robuste Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Heizung wird auf die bestehende Heizsystem Infrastruktur aufbauen. Das Projekt beinhaltet: - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Membran-Elektroden-Einheiten - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Bipolarplatten - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Stack mit kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten - Funktionsmuster Methanol-Reformer - Funktionsmuster robustes Brennstoffzellen-System mit 2 kWel Leistung - Funktionsmuster Methanol-Brenner - Entwicklung Steuerung Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Heizungsanlage mit integriertem Methanol-Brenner, Validierung unter Realbedingungen.

Teilvorhaben: Entwicklung eines robusten Hochtemperatur PEM-Brennstoffzellen- Systems mit neuartigen Membran-Elektroden-Einheiten

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines robusten Hochtemperatur PEM-Brennstoffzellen- Systems mit neuartigen Membran-Elektroden-Einheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Riva Power Systems GmbH & Co. KG durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Dafür entwickelt ein Konsortium aus deutschen klein- und mittelständischen Unternehmen sowie einer Forschungseinrichtung gemeinsam eine neuartige Konzeption der Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom durch den Betrieb von Brennstoffzellen unter Nutzung des Energieträgers Methanol anstelle von Erdgas. Die robuste Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Heizung wird auf die bestehende Heizsystem Infrastruktur aufbauen. Das Projekt beinhaltet: - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Membran-Elektroden-Einheiten - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Bipolarplatten - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Stack mit kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten - Funktionsmuster Methanol-Reformer - Funktionsmuster robustes Brennstoffzellen-System mit 2 kWel Leistung - Funktionsmuster Methanol-Brenner - Entwicklung Steuerung Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Heizungsanlage mit integriertem Methanol-Brenner, Validierung unter Realbedingungen.

Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung einer Methanol-Brennstoffzellen-Heizanlage

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung einer Methanol-Brennstoffzellen-Heizanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ventury GmbH Energieanlagen durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Ein in Konsortium aus deutschen klein- und mittelständischen Unternehmen, sowie einer Forschungseinrichtung entwickeln gemeinsam eine neuartige Konzeption der Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom durch den Betrieb von Brennstoffzellen unter Nutzung des Energieträgers Methanol anstelle von Erdgas. Die robuste Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Heizung wird auf die bestehende Heizsystem Infrastruktur aufbauen. Das Projekt beinhaltet: - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Membran-Elektroden-Einheiten - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Bipolarplatten - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Stack mit kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten - Funktionsmuster Methanol-Reformer - Funktionsmuster robustes Brennstoffzellen-System mit 2 kWel Leistung - Funktionsmuster Methanol-Brenner - Entwicklung Steuerung Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Heizungsanlage mit integriertem Methanol-Brenner - Validierung unter Realbedingungen.

Teilvorhaben: Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung mit integriertem Methanol-Brenner

Das Projekt "Teilvorhaben: Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung mit integriertem Methanol-Brenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kroll Energy GmbH durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Ein in Konsortium aus deutschen klein- und mittelständischen Unternehmen, sowie einer Forschungseinrichtung entwickeln gemeinsam eine neuartige Konzeption der Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom durch den Betrieb von Brennstoffzellen unter Nutzung des Energieträgers Methanol anstelle von Erdgas. Die robuste Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Heizung wird auf die bestehende Heizsystem Infrastruktur aufbauen. Das Projekt beinhaltet: - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Membran-Elektroden-Einheiten - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Bipolarplatten - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Stack mit kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten - Funktionsmuster Methanol-Reformer - Funktionsmuster robustes Brennstoffzellen-System mit 2 kWel Leistung - Funktionsmuster Methanol-Brenner - Entwicklung Steuerung Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Heizungsanlage mit integriertem Methanol-Brenner - Validierung unter Realbedingungen.

Teilvorhaben: Bipolarplatten für Methanol-Brennstoffzellen-Heizung

Das Projekt "Teilvorhaben: Bipolarplatten für Methanol-Brennstoffzellen-Heizung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eisenhuth GmbH & Co. KG durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen und Leben zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Die elektrische Leistung und die Abwärme der Brennstoffzelle sollen in den Stromkreis und den Warmwasserkreis des Haushaltes eingekoppelt werden. Im Heizungssystem wird ein zusätzlicher Methanol-Brenner die Wärmespitzen abfangen. Schwerpunkte des Verbundprojektes sind: - Aufbau eines funktionsfähigen Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Membran (HT-PEM) - Aufbau eines Brennstoffzellen-Funktionsmusters in der 2 kWel Leistungsklasse für stationäre Anwendungen unter Nutzung von Methanol als Energieträger mit hoher Energiedichte und aus regenerativen Energiequellen - Einkopplung der Abwärme der Brennstoffzelle zur Methanol-Reformierung und zur Nutzung im Hauswarmwasserkreis.

Teilvorhaben: Anwendung.

Das Projekt "Teilvorhaben: Anwendung." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kniele GmbH durchgeführt. Im Vorhaben Hydrogen2Hydraulics werden Powerpacks für hydraulische angetriebene mobile und semi-stationäre Bau- und Arbeitsmaschinen entwickelt, die im Interesse der Dekarbonisierung und Emissionsminderung statt Diesel Wasserstoff als Energieträger verwenden. Wasserstoff wird dabei mittels einer Brennstoffzelle zu elektrischer Energie gewandelt, welche dem elektrischen Antrieb einer Hydraulikpumpe dient. Als Output wird Hydraulik-Leistung zur Ankopplung der Arbeitsaggregate erzeugt. Die Hydraulik ist aufgrund der hohen Kraftdichte und Robustheit in diesem Bereich weiterhin unabdingbar. Das System wird als Baukasten ausgelegt, sodass unterschiedliche Leistungsklassen und Bauräume bedient werden können. Im Vorhaben wird das Gesamtsystem mittels Modellbildung und Simulation ausgelegt, ein Prototyp mit einer Leistung von 50 kW aufgebaut und abschließend realitätsnah erprobt. Dieses Teilprojekt fokussiert auf den Test in Kundenanwendungen wie Betonmischanlagen.

Teilvorhaben: Prototyp-Entwicklung.

Das Projekt "Teilvorhaben: Prototyp-Entwicklung." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klein GmbH durchgeführt. Im Vorhaben Hydrogen2Hydraulics werden Powerpacks für hydraulische angetriebene mobile und semi-stationäre Bau- und Arbeitsmaschinen entwickelt, die im Interesse der Dekarbonisierung und Emissionsminderung statt Diesel Wasserstoff als Energieträger verwenden. Wasserstoff wird dabei mittels einer Brennstoffzelle zu elektrischer Energie gewandelt, welche dem elektrischen Antrieb einer Hydraulikpumpe dient. Als Output wird Hydraulik-Leistung zur Ankopplung der Arbeitsaggregate erzeugt. Die Hydraulik ist aufgrund der hohen Kraftdichte und Robustheit in diesem Bereich weiterhin unabdingbar. Das System wird als Baukasten ausgelegt, sodass unterschiedliche Leistungsklassen und Bauräume bedient werden können. Im Vorhaben wird das Gesamtsystem mittels Modellbildung und Simulation ausgelegt, ein Prototyp mit einer Leistung von 50 kW aufgebaut und abschließend realitätsnah erprobt. Dieses Teilprojekt fokussiert auf die Entwicklung des Prototyps und eines Baukastensystems für modulare Kundenlösungen.

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