Energieverbrauch muss weiter sinken – Kühlung künftig ohne Halogene Rechenzentren, die das Umweltzeichen „Blauer Engel“ tragen wollen, müssen künftig deutlich weniger Energie verbrauchen und klimafreundlich gekühlt werden. Grund ist eine überarbeitete Vergabegrundlage, die die Jury Umweltzeichen auf ihrer jüngsten Sitzung verabschiedet hat. „Rechenzentren sind echte Energiefresser – sie verbrauchen in Europa rund 33 Prozent des Stroms der gesamten Informations- und Kommunikationstechnik. Rechenzentren mit dem neuen ‚Blauen Engel‘ garantieren einen möglichst geringen Einsatz von Hardware und Energie. Sie lassen sich so besonders kostengünstig, ressourcenschonend und klimafreundlich betreiben“, sagte Maria Krautzberger, Präsidentin des Umweltbundesamtes (UBA). Das UBA geht davon aus, dass sich Investitionskosten beispielsweise für neue Messtechnik oder eine Kaltgangeinhausung des Rechenzentrums nach durchschnittlich zwei Jahren amortisieren. Wer E-Mails verschickt, Informationen im Internet sucht, Fotos in der Cloud speichert oder mit dem Smartphone zum Ferienort navigiert, nutzt irgendwo in der Welt Rechenzentren. So erzeugen wir alle weltweit immer mehr Daten, die übertragen und gespeichert werden. Die Menge der weltweit gespeicherten Daten ist in den vergangenen zwanzig Jahren um rund das Tausendfache gestiegen und wächst immer schneller. Umso wichtiger wird es, diese Datenmengen umweltfreundlich zu verarbeiten. Im vergangenen Jahr hat das Umweltbundesamt daher die Kriterien des „Blauen Engels für Rechenzentren“ gemeinsam mit Experten und Expertinnen überarbeitet. Das Grundkonzept wurde beibehalten, neue Anforderungen kamen hinzu: So dürfen etwa neu beschaffte, intelligente Power Distribution Units (PDUs), über die auch Messwerte abgerufen werden können, nur eine Verlustleistung von maximal 0,5 Watt pro vorhandenem Stromausgang aufweisen. Verändert wurden auch die Werte für die Energy Usage Effectiveness (EUE), die ein Maß für die Energieeffizienz der Rechenzentrums-Infrastruktur sind: Neue Rechenzentren, die ab dem Jahr 2013 erst zwölf Monate oder weniger in Betrieb sind, müssen einen EUE von 1,4 erreichen. Bei älteren Rechenzentren gilt ein EUE-Wert von 1,6 (bis fünf Jahre) oder 1,8 (älter als fünf Jahre). Neben dem geringen Energieverbrauch ist eine klimafreundliche Kühlung des Rechenzentrums wichtig. Sie erfolgt bislang zumeist mit klimaschädlichen, teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) als Kältemittel. Die EU hat zwar mit der Verordnung Nr. 517/2014 (F-Gase-Verordnung) eine nur stufenweise Verknappung der Verwendungsmengen von HFKW beschlossen, diese startet aber erst 2017. Der „Blaue Engel“ fordert aber bereits jetzt, dass Kälteanlagen, die nach dem 1. Januar 2013 in Betrieb gingen, nur noch halogenfrei kühlen. Das heißt, dass künftig beim „Blauen Engel“ nur noch Kälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln wie Kohlendioxid eingesetzt werden dürfen; zulässig sind natürlich auch Kühlsysteme, die ganz ohne Kältemittel auskommen, etwa Wärmetauscher. Kleine Rechenzentren mit einem Kältebedarf von maximal 50 Kilowattstunde (KWh) sind von den Bestimmungen ausgenommen. Rechenzentren können sich ab sofort nach der neuen Vergabegrundlage zertifizieren lassen. Bis spätestens 1. Januar 2016 müssen die neuen Vergabekriterien von allen Rechenzentren eingehalten werden, die berechtigt sind das Umweltzeichen „Blauer Engel – Energiebewusster Rechenzentrumbetrieb“ | RAL-UZ 161 zu tragen.
aggregiertes Stromnetz zur Übertragung und Verteilung in Tansania, Verluste nach #3 Auslastung: 4500h/a Brenn-/Einsatzstoff: Elektrizität Flächeninanspruchnahme: 500000000m² Jahr: 2010 Länge: 5000km Lebensdauer: 50a Leistung: 1500MW Produkt: Elektrizität Verlust: 0,385%/100 km
Das Projekt "OTH.R" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Fakultät Bauingenieurwesen, Labor für Geotechnik durchgeführt. Für die unterirdische Verlegung der Energiesysteme soll auf Basis der grundlegenden Erkenntnisse aus dem Förderprojekt. Kompakte Systeme für HGÜ AnwendungenM (DCCoS) eine Gleichstromübertragungstechnik für hohe Leistungen entwickelt werden. Im Teilvorhaben 'Erfassung und Modellierung der Wechselwirkung DCCTL/Boden' werden die mechanischen Beanspruchungen der thermisch belasteten DCCTL-Rohre im Boden in Abhängigkeit von den Rohr-Bettungsmaterialien, insbesondere Flüssigboden, ermittelt. Dazu werden umfangreiche mechanische und thermische Untersuchungen an Bettungsmaterialien durchgeführt, um geeignete Materialien und Rezepturen für die Erdverlegung der DCCTL zu ermitteln. Die Untersuchungen konzentrieren sich im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes sowie aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes auf die beim Trassenbau ausgehobenen Böden, die direkt auf der Baustelle aufbereitet und für die Verfüllung des DCCTL-Rohrgrabens/-trasse wiederverwendet werden, wie dies z.B. bei Flüssigbodenverfahren erfolgt. Zunächst werden für ausgewählten Bodenarten Grundrezepte eines thermisch stabilisierten Flüssigbodens ermittelt, mit dem die gewünschten Eigenschaften an die Flüssigboden-Bettung der DC CTL-Rohre erzielt werden. Diese Flüssigböden werden in umfangreichen klein- und großmaßstäblichen Laborversuchen hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit, Durchlässigkeit, etc. und anschließend auf ihre Scher- und Haftfestigkeiten an der Kontaktfläche Rohr/ Boden untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf das Verhalten der Flüssigboden unter Aufwärmung am DCCTL gelegt wird. Aus den Versuchsergebnissen wird das Stoffverhalten abgeleitet und in Rechenprogramme implementiert, so dass eine erdstatische Bemessung der DCCTL möglich wird. Ergänzend werden Empfehlungen für baubegleitende Prüfungen und Kontrollen erarbeitet.
Das Projekt "Design tool for prediction of flicker from wind turbines" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windtest Kaiser-Wilhelm-Koog durchgeführt. General Information/Objectives: The aim of the project is to develop and validate software to predict, at the design stage, the flicker produced by a wind turbine. Flicker is a term used to quantify rapid fluctuations in voltage experienced by consumers connected to electricity distribution systems. Wind turbines can produce greater power fluctuations than other forms of generation, and the resulting voltage fluctuations and flicker may become a serious limitation to wind generation on rural electricity systems. The objectives of the project are: - To develop a software design tool, compatible with existing wind turbine design packages, to predict flicker given the machine design parameters, for any specified wind conditions and network parameters; - To validate the design tool against measurements on representative wind turbines; - To investigate the difference in flicker between fixed speed machines and variable-speed stall-regulated machines, which have dynamic behaviour of particular importance for flicker. Technical Approach Initialy the best choice of generator models to provide sufficient accuracy and speed of simulation will be investigated. Models for variable-speed drives will also be investigated, for the particular case of variable-speed stall-regulated turbines. The best method to represent the external electricity network will be established. Measurements of flicker will be made on two large wind turbines. The measurements will then be used to modify and validate models of the two turbines, including the generator and network models developed previously. The design software developed will be aimed at wind turbine designers and electricity utility engineers. Expected Achievements and Exploitation The work is intended to reduce the cost-of-energy from wind turbines, and reduce the risk of electricity consumer complaints. This will assist the realisation of the positive social economic and environmental benefits of wind generation. A validated design tool will reduce the risk of design modifications to prototype wind turbines, and reduce the cost of testing. In future it may be possible to rely on the design tool predictions in place of testing. The conclusions reached in this work will be of direct relevance to the utilities and to the participating wind turbine manufacturers. The involvement of the utilities will be important in determining how best to disseminate the results to other utilities. If satisfactory validation of the software is achieved, the next step would be investigation of the possibility of commercial exploitation. Prime Contractor: Garrad Hassan and Partners Ltd; Bristol; United Kingdom.
Das Projekt "Teilnahme eines deutschen Konsortiums an der IEA PVPS Task 11" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SMA Solar Technology AG durchgeführt. The scope of Task 11 is PV based hybrid generators that combine PV with other electricity generators and also energy storage systems. A particular focus is on mini-grid systems in which energy generators, storage systems and loads are interconnected by a 'stand-alone' AC distribution network with relative small rated power and limited geographical area. The mini-grid concept has potential applications that range from village electrification in less developed areas to 'power parks' that offer ultra-reliable, high quality electrical power to high tech industrial customers. These systems can be complex, combining multiple energy sources, multiple electricity consumers, and operation in both island (stand-alone) and utility grid connected modes. Steca leads the german consortium.
Das Projekt "Teilvorhaben: B.A.U.M" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B.A.U.M. Consult GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens werden neue Lösungsansätze für den integrierten Netzbetrieb der Energieversorgung an der Schnittstelle von Übertragungsnetz und Verteilnetz entwickelt. Im Fokus dieses Teilvorhabens steht dazu die Untersuchung der netzdienlichen Einbindung von Betriebsmitteln/ Flexibilitäten Dritter. Dafür sind neben den technologischen dringend auch die organisatorischen Voraussetzungen zu erforschen. Diese erstrecken sich - von den Anforderungen an (standardisierte) Kommunikationsprozesse und -Infrastrukturen zwischen verschiedenen (auch) neuen Akteuren (ÜNB, VNB, Erzeuger, Flexible Verbraucher, Aggregatoren sowie Speicheroptionen im Wärme und Gassektor) - über die Steuerungsmechanismen zur bedarfsgerechten dezentralen Bereitstellung von Beiträgen zur Systemdienstleistung - bis zur Überprüfung der Interaktion mit Marktmechanismen unter dem Aspekt der Versorgungssicherheit und Gesamteffizienz. detailliert in der Teilvorhabenbeschreibung im Anhang.
Das Projekt "Hin zu hoher Durchdringung und stabiler Lieferung bei Windkraft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft an der Universität Bremen durchgeführt. Objective: There is a clear global environmental imperative to develop and use our natural renewable energy resources. Development of such resources can also bring industrial and social benefits. Wind energy as a leading renewable is reaching a remarkable stage of technological and commercial maturity. An emerging barrier to wind energy reaching its full potential relates to the fact that existing grids have been designed and are operated to accommodate conventional centralised generation. In many locations, grid operators are concerned if wind penetration reaches more than 20 per cent since it can no longer be treated as a 'negative load'. The FIRMWIND project looks at how, by taking a non-conventional view of the grid network, much higher wind penetration levels might be achieved. The project, via case study, will look at how various holistic control strategies might allow high wind penetration and high capacity credit at the distribution system level. All elements of the system have the potential to have some degree of power balancing control exercised on them and the project will focus on how this can effectively confer firmness of supply. The project aims to:- Quantify improvements to wind penetration made possible by the introduction of various energy storage and load management options; - Quantify the change to capacity credit made possible by these options and to study how this changes as the wind capacity on the system increases; - Carry out a technical assessment of how taking an integrated approach would enable wind to produce firm power and hence reduce or obviate dependence on interconnection capacity. Description of the Work: The project will not develop new technology. Rather it aims to look at how current or developing technology could be applied. The project has six tasks. In the first phase of the project three preliminary tasks will be undertaken. Suitable load flow analysis tools will be studied and developed so that they can adequately handle active load and storage components. As a parallel exercise, storage, load control and power side control technologies will be reviewed and characterised. Thirdly a range of potential case studies will be identified and three chosen for subsequent study. Relevant information necessary for logistic modelling will be gathered or synthesised. The second phase of the project will comprise the core analytical task in which the modelling tools will be used to study and optimise how the available approaches and devices might be used to achieve high penetration in the context of the chosen case studies. In the final phase of the project potential technical and institutional barriers to realisation of the proposed solutions will be identified. Prime Contractor: Renewable Energy Systems Ltd., Glasgow Office; Glasgow.
Das Projekt "Teilvorhaben: FhG e.V. IWES-Kassel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. NETZ:KRAFT erarbeitet neue Konzepte für den Netzwiederaufbau (NWA) bei zukünftigen Kraftwerksstrukturen. Ziel ist die Einbindung erneuerbarer Energien beim NWA zu ermöglichen. Das Vorhaben verfolgt zwei Hauptstränge: Einerseits die Weiterentwicklung der vorhandenen NWA-Konzepte der Übertragungsnetzbetreiber unter Berücksichtigung des Verhaltens von Erneuerbare-Energie-Anlagen (EEA). Andererseits grundlegende Untersuchungen der Möglichkeiten, dezentrale Erzeugung in Versorgungsinseln der Verteilungsnetzbetreiber zur Verkürzung von Ausfallzeiten aktiv zu nutzen. Übergreifend wird die Koordination der beiden Stränge untersucht. Es werden Konzepte, Verfahren und Technologien entwickelt, mit denen EEA und intelligente Netzkomponenten zu aktiven Funktionsträgern beim NWA werden können. Szenarien von Versorgungssituationen werden in Fallstudien mit den dafür notwendigen Technologien und Verfahren konkretisiert. Technologische Entwicklungen aus den Anforderungen der Fallstudien werden in sechs Demonstrationsvorhaben umgesetzt. 21 Netzbetreiber, Hersteller und Forschung sind im NETZ:KRAFT - Konsortium vertreten.
Das Projekt "Einzelvorhaben: Direkt gewachsenes PE-CVD Graphen als funktionale Schicht in AlxGa1-xN UV-LEDs (DiGraL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik durchgeführt. Als große und globale Herausforderungen unserer Zeit wurden u.a. die Trinkwasserversorgung für Mensch und Tier, unsere medizinische Versorgung sowie die Luftreinhaltung identifiziert. Hierfür werden Lösungen gesucht, die mobil und energieeffizient sind. Ein gerade sehr wichtiges Thema ist die effiziente und flächendeckende Desinfektion durch ultraviolettes (UV) Licht. Aktuell werden hierfür Quecksilber (Hg)-haltige und somit umweltschädliche und energiefressende Lichtquellen eingesetzt. Man erwartet, dass UV Leuchtdioden (UV-LEDs) auf Basis von Aluminium-Gallium-Nitrid (AlxGa1-xN) Heterostrukturen die Hg-haltigen Lichtquellen in naher Zukunft ersetzen. Sie gelten als ökologisch und ökonomisch attraktive Alternative in den Anwendungsbereichen Wasser- und Luftreinigung, aber auch für das Gas-Monitoring oder die Phototherapie. Verhindert wird ihr Einsatz bislang durch die schlechte Effizienz aktueller Bauelemente, insbesondere derer, die Licht im unteren UV-C/UV-B Bereich emittieren. Diese weisen zur Zeit wall-plug-efficiencies und externe Quantenausbeuten (EQE) im einstelligen Prozentbereich auf. Als Ursachen für diese schlechten Kenndaten werden u.a. die schlechte laterale Stromverteilung der p-AlxGa1 xN Schicht und die hohen Injektionsverluste am p-Kontakt angesehen. Hier wird weltweit mit Hochdruck nach industriekompatiblen Lösungen gesucht. Ziel dieses Projektes ist es, die Herausforderungen Strominjektion, Stromverteilung und Lichtauskopplung von AlxGa1-xN-basierten UV-C/UV-B LEDs mit einer disruptiven Technologie zu meistern. Dazu soll Graphen, also eine Lage hexagonal angeordneter Kohlenstoffatome, mit Hilfe eines neuen plasma-unterstützten Gasphasen-Depositionsprozesses (PE-CVD) direkt in die UV-LED integriert werden. Durch den geringen Schichtwiderstand, verbunden mit der hohen optischen Transparenz von Graphen soll so die EQE entscheidend erhöht werden.
Das Projekt "Power Quality von Offshore-Windparks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente durchgeführt. Der Anteil regenerativ erzeugter Energie gewinnt bei der Einspeisung in Verbundnetze zunehmend an Bedeutung. Mit der Netzintegration von Windparks sind allerdings spezifische Probleme verbunden, die gelöst werden müssen, um bei vertretbaren Kosten eine hohe Netzqualität und einen optimalen Wirkungsgrad zu gewährleisten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen drei Themenkomplexe bearbeitet werden: die Möglichkeiten der Energieübertragung in das öffentliche Verbundnetz (Transport der auf See gewonnenen Energie an Land), der Vergleich verschiedener Umrichterkonzepte, sowie die Offshore-Windpark-Simulation. Bei der Simulation stehen zunächst Einzelanlagen im Vordergrund, um insbesondere den Einfluss von Spannungsschwankungen aufgrund von Böen zu erforschen. Auf dieser Basis soll das Netzmodell eines Windparks entwickelt werden, mit dem dann das Netzverhalten im Windpark und an der Übergabestelle simuliert wird. Wegen der hohen finanziellen Risiken der Betreiber ist eine aussagekräftige Simulation, wie sie im Rahmen des Vorhabens entwickelt werden soll, hilfreich, um nachvollziehbare und realitätsnahe Resultate abzubilden.
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