Das Projekt "ESTEBIS - Echtzeit-Steuerung von zweistufigen Biogasanlagen, Teilvorhaben: Modelle und Methodik zur Echtzeit-Steuerung zweistufiger Biogasanlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Frankfurt am Main, Goethe-Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (G-CSC).Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines detaillierten Modells zur effizienten Echtzeit-Steuerung einer zweistufigen Biogasanlage und dessen praktische Anwendung in enger Zusammenarbeit mit den Partnern. Das Modell basiert auf dem bereits in (Muha et al. 2012) beschriebenen Modell. Das Steuerungsproblem wird als Optimierungsproblem formuliert, das auf dem bestehenden Modell beruht, und mit mathematischen Optimierungsverfahren gelöst. Die Echtzeit-Steuerung erfordert die Identifikation kritischer Parameter über Sensitivitätsanalysen. Die von den Verbundpartnern zu ermittelnden experimentellen Daten werden kontinuierlich in das Steuerungsmodell eingelesen. Dabei muss in jeder einzelnen Rechnung ein zeitabhängiges Problem gelöst werden. Soll die Steuerung in Echtzeit erfolgen, sind die Rechnungen zeitkritisch. Deshalb sollen reduzierte Modelle mit akzeptablem Rechenaufwand für den praktischen Einsatz entwickelt werden. Dabei soll der Rechenaufwand des reduzierten Modells den Möglichkeiten eines aktuellen Arbeitsplatzrechners entsprechen und damit die wirtschaftliche Nutzung der Echtzeit-Steuerung ermöglichen. Arbeitsschritte und Meilensteine: A/M1 Erstellung eines Optimierungsproblems zur Bestimmung kritischer Parameter aus den Messdaten. A/M2 Erster einfacher Demonstrator einer Steuerung lauffähig. Bestimmung kritischer Parameter über Sensitivitätsanalysen. A/M3 Optimierung der Messmethode für die der Parameterbestimmung zugrunde liegenden Daten. Das Optimierungsproblem wird dazu benutzt, die optimale Platzierung der Sensoren zu finden. A/M4 Volle Steuerung lauffähig. A/M5 Erstellung eines reduzierten Modells zur Minimierung des Rechenaufwandes.
Das Projekt "REFINA - Nachhaltiges Siedlungsflächenmanagement - Stadtregion Gießen-Wetzlar, Teilvorhaben 4 Kommunikation, Partizipation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Regionalmanagement.
Das Projekt "KORA - Untersuchung des natürlichen Rückhalts und Abbaus deponiebürtiger Schadstoffe am Beispiel der subaquatischen Deponie Großkayna/Merseburg. Projekt 4.4 des Themenverbun-des 'Deponien, Altablagerungen' im KORA-Förderschwerpunkt des BMBF - Themenverbund 4: Untersuchung des natürlichen Rückhalts und Abbaus deponiebürtiger Schadstoffe am Beispiel der subaquatischen Deponie Großkayna/Merseburg" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH.Der Restsee Großkayna entsteht in einem ehemaligen Braunkohletagebau. An seiner Sohle wurden industrielle Reststoffe vor allem aus der Düngemittelindustrie des nahegelegenen Standortes Leuna eingespült. Das Vorhaben besteht aus den Teilen: 1. Modellbildung, Simulation und wissenschaftliche Koordination (GFI, Werner), 2. Teilmodell Aquifer (IBeWa, Wilsnack) und 3. Prognose und Prozesskontrolle (IHU, Schröter). Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines prognosefähigen Steuermodells für den entstehenden Restsee.
Das Projekt "Echtzeitsteuerung eines Brunnenfelds mit einem Grundwassermodell" wird/wurde gefördert durch: Innosuisse - Schweizerische Agentur für Innovationsförderung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Professur für Siedlungswasserwirtschaft, Institut für Umweltingenieurwissenschaften.Grundwasserwerke in der Nähe von Industriegebieten oder anderen potentiellen Verschmutzern sowie in der Nähe von Flüssen müssen ihr Förderregime der zeitlich variablen hydrologischen Situation anpassen, wenn sie nicht Gefahr laufen wollen, unerwünschtes Wasser anzuziehen. Die Grundwasserströmung bei beliebiger Fördersituation kann durch ein Grundwassermodell berechnet werden. Hier soll eine Kopplung des Brunnenbetriebs an ein permanent aktualisiertes Grundwassermodell entwickelt werden, die einerseits erlaubt, die Strömung in Echtzeit zu simulieren und andererseits das Modell ständig nachzukalibrieren. Dieses Modell erlaubt schliesslich die Steuerung des Grundwasserwerks auf der Grundlage von definierten Anforderungen.
Das Projekt "CLEAR - Climate and Environment in Alpine Regions" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eawag - Das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs.Das Projekt ist eine transdisziplinäre Untersuchung über die Konsequenzen der mit dem Klimawandel verbundenen Änderungen in der Alpenregion. Das Projekt verbindet Forschungsgebiete aus den technischen, ökologischen und sozialen Wissenschaften. Dazu ist es in folgende fünf Projektgruppen unterteilt, wobei die ersten vier disziplinär arbeiten, während die fünfte mit der integrierten Bewertung befasst ist: 1. Schnittstelle zwischen Atmosphäre und Hydrosphäre; 2. Schnittstelle zwischen Klima der Vergangenheit und der Gegenwart; 3. Schnittstelle zwischen Klima und Ökologie; 4. Schnittstelle zwischen Klima und Ökonomie; 5. integrierte Bewertung mit Modellwerkzeugen, Fokusgruppen und Politikoptionen. Ziele: Ziele des Projekts sind 1. die Schaffung eines besseren Verständnis der mit dem Klimawandel verbundenen Aspekte, insbesondere im Hinblick auf ihre Komplexität und Unsicherheit, 2. die Bereitstellung einer Vielzahl von neuesten Modellwerkzeugen, 3. die Entwicklung einer umfassenden Methodik für eine integrierte Klimarisikobewertung durch die Nutzung von Fokusgruppen und Computermodellen und 4. die Bereitstellung politikrelevanter Informationen über Strategien und Mechanismen, um Maßnahmen für die Implementation in die Politiken zu testen. KLIMASZENARIO Es werden regionale Klimamodelle zur Untersuchung regionaler Klimavorhersagbarkeit und zur Sensitivität hinsichtlich der globalen Erwärmungsprozesse benutzt, die als ein dynamisches Werkzeug zur Evaluation möglicher 2xCO2-Szenarien für die Alpenregion dienen. Bioklimatische Szenarien werden für die Analyse der Waldökosysteme erstellt. Parameter: physikalische Aspekte des Klimasystems inklusive atmosphärischer, hydrologischer und ozeanographischer Aspekte räumlicher Bezug: Alpenregion (Schweiz) Zeithorizont: 2100 KLIMAFOLGEN Es werden die Folgen für Waldökosysteme, für Pflanzenarten und für den Boden in der sub-alpinen Region betrachtet. Dazu werden die Sensitivitäten der Ökosysteme und ihre Reaktionen auf den Klimawandel untersucht. Ökonomische Folgen für Landwirtschaft und Tourismus und ökonomische Chancen für die Industrie durch Technologiewandel, die aus steigende Energiekosten oder Änderungen im Verbraucherverhalten resultieren, werden ebenfalls analysiert. Sektoren und Handlungsfelder: Biodiversität und Naturschutz, Politik, Kommunikation, Wissenschaft, Umweltschutz, Landwirtschaft, Tourismus, Energiewirtschaft, Bodenschutz ANPASSUNGSMASSNAHMEN Hintergrund und Ziele: Es sollen relevante Informationen über Anpassungsmaßnahmen für die Politik bereitgestellt werden. Dieses soll durch geeignete Modelle, die auch von Nichtwissenschaftlern nutzbar sind, eine verbesserte Risikokommunikation, die Erhöhung der Akzeptanz von Maßnahmen, die Entwicklung neuer Politikwerkzeuge zur Partizipation der Öffentlichkeit und einen effektiven Mitteleinsatz in der Forschungspolitik erreicht werden. Weiterhin soll die Öffentlichkeit über Klimawandel und -folgen besser informiert werden. usw.
Das Projekt "Kooperative Sanierung - Modelle zur Einbeziehung der BewohnerInnen bei nachhaltigen Gebäudesanierungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie Österreich. Es wird/wurde ausgeführt durch: Interuniversitäres Forschungszentrum für Technik, Arbeit und Kultur (IFZ).In der Bau- und Wohnungswirtschaft bekommt die Instandhaltung und Modernisierung bestehender Gebäude und Wohnungen ein immer größeres Gewicht. Bereits jetzt entfällt etwa die Hälfte der jährlich für den Wohnungsbau aufgewendeten Investitionen auf Instandsetzung, Sanierung und Modernisierung bestehender Wohnungen. Umfangreiche Sanierungsprozesse im großvolumigen Wohnbau sind aber ohne die Einbindung der BewohnerInnen nicht durchführbar - vor allem dann nicht, wenn die Sanierungsmaßnahmen (etwa zusätzliche energetische und ökologische Verbesserungen) aus rechtlichen Gründen nur mit Zustimmung der BewohnerInnen möglich sind. Ziel des Projektes ist, die Bedürfnisse von EigentümerInnen und BewohnerInnen bei Sanierungsprozessen in Geschosswohnbauten (Miete, Eigentum, Mischformen) zu erforschen, effiziente und praktikable Modelle der Nutzerpartizipation zu entwickeln, exemplarische Moderations- und Beteiligungsprozesse für Sanierungsprojekte durchzuführen und die Projektergebnisse in Form einer Broschüre aufzubereiten. Durch eine frühzeitige und systematischere Einbeziehung von BewohnerInnen könnten zweifellos viele der derzeit von Wohnbauträgern geäußerten Probleme mangelnder Unterstützung umfassender Sanierungsmaßnahmen vermieden werden. Die Forderung nach einem kooperativen Sanierungsmodell soll hier allerdings nicht nur mit bloßen Notwendigkeiten argumentiert werden. Nutzerbeteiligung wird vielmehr als Chance zur aktiven Auseinandersetzung mit der eigenen Wohnung/dem eigenen Wohnumfeld gesehen. Bei entsprechender Realisierung resultiert daraus in der Regel hohe Akzeptanz für und Identifikation mit den ausgewählten Lösungen. Module: Evaluierung der Problemsituation aus Sicht der Gebäudeeigentümer; Evaluierung der Problemsituation aus Sicht der BewohnerInnen; Evaluierung verschiedener internationaler Beteiligungsmodelle für Sanierungsprozesse - Auswahl besonders erfolgversprechender Methoden; Entwicklung eines Beteiligungsmodells für die Einbeziehung von BewohnerInnen bei Sanierungsprozessen; Exemplarische Durchführung von zwei Pilotprojekten.
Das Projekt "KI_fuer_MVA - Künstliche Intelligenz zur Regelung von Müllverbrennungsanlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Institut für Automatisierungstechnik.Die Feuerleistungsregelung von Müllverbrennungsanlagen ist eine Herausforderung, weil der anfallende Müll und damit die Vorgänge im Kessel stark und unvorhersehbar variieren. Klassische Regelungskonzepte können diese Aufgabe daher nicht so gut bewältigen wie ein gut geschulter, menschlicher Operator. Daher ist der Einsatz eines Neuronalen Netzes (NN) sinnvoll, um das Verhalten des Operators zu erlernen und in den entsprechenden Situationen reproduzieren zu können. Diesen Ansatz ('Imitation Learning') hat Uniper Technologies in den letzten Jahren verfolgt und dabei bemerkenswerte Resultate erzielt, die zu einer verbesserten Energieeffizienz der Anlage geführt haben. Nachteile: - Sehr umfangreiche Daten erforderlich - Zur Sicherheit müssten alle Betriebssituationen enthalten sein, was für kritische unmöglich ist - Imitation Learning erfordert Widerspruchsfreiheit der Daten, was nicht immer gegeben ist - Aufwendige Bestimmung notwendig, welche zeitlich zurückliegenden Werte in das NN einfließen müssen - Spezielle Regelanforderungen wie z.B. kleine Stellgrößengradienten können nicht explizit vorgegeben werden - Das NN kann nie besser werden als der imitierte Operator Daher soll Reinforcement Learning (RL) genutzt werden, um ein optimales NN zu trainieren. Hierzu wird ein Simulationsmodell der Anlage entwickelt, das leicht auf unterschiedliche Anlagen anpassbar ist und in dem Störeinflüsse systematisch vorgegeben werden können. Dann wird ein Basisregler mit Fuzzy-Regeln erzeugt, auf den das NN trainiert wird, um eine Grundfunktionalität zu erlernen. Anschließend wird das NN mit dem Modell und einer übergeordneten RL-Steuerung zusammengeschaltet, die die Störungen im Modell koordiniert und die Stelleingriffe des NN mit Feedback bewertet, so dass das NN lernen kann. Als Zielfunktion soll die Dampfmenge maximiert werden, bei Einhaltung von Emissionsgrenzwerten und möglichst geringen Gradienten. Abschließend soll das optimierte NN an einer realen Anlage erprobt werden.
Das Projekt "Mehrsektorale gekoppelte Energiesystemmodellierung auf regionaler Ebene, Teilvorhaben: Datenerhebung und -plausibilisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Stadtwerke Bayreuth Energie und Wasser GmbH.Im Projekt ESM-Regio wird ein Modell für die übergreifende Analyse sektorengekoppelter Energiesysteme erstellt. Dazu werden die vier Sektoren Elektrizität, Gas, Wärme und Verkehr, relevante Technologien an den Schnittstellen der Sektoren und Steueralgorithmen einer beispielhaften Region dynamisch mit hoher Zeitauflösung nachgebildet. Die einzelnen Modellteile werden mit komponentenbasierter Software-technologie über ein flexibles Interface-/Filter-Konzept verknüpft. Auf diese Weise kann eine übergreifende Steuerung und Optimierung der Betriebsführung bezüglich der relevanten Systemgrößen wie Wirtschaftlichkeit bzw. Emissionen unter Betrachtung aller Sektoren erfolgen. Zusätzlich kommt ein Verfahren zur lernenden Optimierung zum Einsatz, das benötigte Randbedingungen aus detaillierteren Simulations-modellen für die sektorenübergreifende Steuerung ableitet. Die Ergebnisse sind auf weitere Regionen übertragbar, da nur eine Anpassung einzelner Modellkomponenten nötig sein wird. Zur Differenzierung von Transparenz- und Schutzanforderungen von Daten und Modellen wird weiterhin eine hierfür geeignete SW-Plattform realisiert.
Das Projekt "Entwicklung eines Vanadium-Redox-Flow-Batteriehybridsystems als Speichersystem für die Integration in eine Strom- und Wärmeversorgung, Teilvorhaben: Entwicklung eines Vanadium-Redox-Flow-Energiespeichers zur Doppelnutzung als Wärmespeicher" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Storion Energy GmbH.Im Projekt Biflow soll ein Hybridspeicher aus einem Lithiumionenspeicher und einer all-Vanadium RFB für ein in einem Studentenwohnheim in Bruchsal aufgebaut werden. Durch die Verwendung des Vanadium-Elektrolyten als Wärmespeicher soll ein Hybridspeicherkonzept mit optimiertem Gesamtwirkungsgrad demonstriert werden. Im Projektteil 'Entwicklung eines Vanadium-Redox-Flow-Energiespeichers zur Doppelnutzung als Wärmespeicher' wird eine VRFB entwickelt, hergestellt und in den Betriebsraum des Studentenwohnheims eingebaut, welche eine effiziente Energiespeicherung bei Verwendung der im Projekt erarbeiteten neuartigen VRFB Elektrolytformulierung ermöglicht, sowie eine Nutzung der beiden Elektrolyttanks als Wärmespeicher erlaubt. Ziele des Teilvorhabens sind: 1) Entwicklung und Anpassung der hydraulischen Komponenten der VRFB für die Nutzung bei Elektrolyttemperaturen von 50 Grad Celsius und die Integration von Wärmetauschern zur thermischen Be- und Endladung und Wärmedämmung zur Reduzierung von thermischen Verlusten in das VRFB-System ohne negative Beeinflussung der Funktion und Effizienz der VRFB. 2) Anpassung der VRFB-Steuerung zur eigensicheren Doppelnutzung des Elektrolyten, umfassend die Integration der thermischen Modelle und thermischen und elektrischen Eigenschaften der angepassten Elektrolytformulierung in das Batteriemanagementsystem (BMS) zur kontinuierlichen Überwachung, Kontrolle und Regelung der elektrischen und thermischen Betriebsfenster.
Das Projekt "DESPRIMA - Demand-Side- und Produktions-Management für Getränkeabfüllprozesse, Teilvorhaben: DSM und Produktions-Management - Modellierung, Zustandsschätzung und modellbasierte Regelung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik.Aufgabe des ITWM im Rahmen von DESPRIMA ist die Entwicklung physikalischer Modelle, die Zustandsschätzung und die Umsetzung modellbasierter prädiktiver Regelungskonzepte für das Demand-Side- und Produktionsmanagement in der Getränkeproduktion. Gemeinsam mit TUK wird ITWM wird dazu eine Modellbibliothek entwickeln, mit deren Komponenten die Preformherstellung der Flaschen durch Spritzgießen und der gesamte Getränkeabfüllprozess im Hinblick auf Energieverbrauch, Systemperformance und Stabilität in Abhängigkeit von allen Stellgrößen abgebildet werden kann. Die Modelle der Produktionslinien und der Preformherstellung werden mit Modellen des elektrischen Netzes von UB gekoppelt. Zur Generierung der Echtzeittauglichkeit der resultierenden Anlagenmodelle werden durch ITWM Modellordnungsreduktionsalgorithmen eingesetzt. Basierend auf den so reduzierten Modellen wird ITWM Algorithmen zur Sensorplatzierung entwickeln, so dass die internen zeitvariablen Systemzustände des Anlagenmodells mit Hilfe dieser Sensoren bestimmt werden können. Aufbauend auf der resultierenden Systemkonfiguration und den echtzeittauglichen Modellen werden dann gemeinsam mit TUK modellprädiktive Regelungsalgorithmen zur Steuerung des Produktionsprozesses umgesetzt, mit denen sowohl die Produktionsvorgaben als auch die Energievorgaben bei Erhaltung der Systemstabilität eingehalten werden. Hierbei wird ITWM insbesondere und die Wechselwirkungen der vorhandenen Regelalgorithmen der Anlagenhersteller innerhalb der Produktionslinie berücksichtigen und diese integrieren. ITWM wird dann gemeinsam mit den Partnern die Regelungsalgorithmen inklusiver der von den Partnern DDE und SAG entwickelten Hardware- und Softwarekomponenten /-schnittstellen mit der am ITWM verfügbaren Hardware-in-the-Loop-Plattform sowohl für den normalen Betriebszustand als für definierte Störfälle validieren. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen unterstützt ITWM dann die Validierung des DSM-Konzeptes beim Endanwender BUQ.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 11 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 11 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 11 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 8 |
| Webseite | 3 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 6 |
| Lebewesen & Lebensräume | 8 |
| Luft | 5 |
| Mensch & Umwelt | 11 |
| Wasser | 5 |
| Weitere | 11 |
