Das Projekt "Solare Fernwärme für das Quartier Brühl in Chemnitz - Begleitforschung (SolFW)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Mechanik und Thermodynamik, Professur für Technische Thermodynamik durchgeführt. In Vorprojekten wurde mit der inetz (Netzbetreiber) unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein hocheffizientes solares Fernwärmesystem (2100 m2 Kollektorfläche, 1000 m3 Speicher, max. Netzlast 6-10 MW) für den Stadtteil Brühl in Chemnitz entwickelt. Dieses zeichnet sich durch viele innovative Merkmale (Systemkonzept und -betrieb, Speicher, HAST) aus und berücksichtigt komplexe städtische bzw. gesellschaftliche Zusammenhänge (Akzeptanz, Städtebau, Denkmalschutz, Gebäudeeigentümer, bestehende Versorgungssysteme). Im beantragten Projekt soll eine umfassende Begleitforschung durchgeführt werden, um die technischen, energischen, ökologischen und wirtschaftlichen Ziele zu erreichen. Im ersten Schritt muss die Datenübernahme von der inetz eingerichtet werden. Danach erfolgt die permanente Verarbeitung und Auswertung sowie die Optimierung des Systems auf Basis eines wissenschaftlich-technischen Monitorings. Parallel müssen die Daten des Systems und des Quartiers beschafft und aktualisierst werden. Es folgen die speziellen Untersuchungen der Kollektorfelder, des Zwei-Zonen-Speichers, des Nachheizsystems und einer Hausanschlussstation. Aufgrund des Einsatzes von Wasser im gesamten System sind die Untersuchungen in den Kollektorfeldern mit einem speziellen bzw. mobilen Monitoring geplant. Die Ergebnisse fließen dann in eine vertiefende Untersuchung des gesamten Systems ein. Numerische Simulationen liefern dabei das theoretische Verhalten für einen durchgängigen Soll-Ist-Vergleich. Die Mess- und Simulationsergebnisse fließen dann in Metamodelle ein, welche zur Abbildung solarer Fernwärmesysteme in Quartieren genutzt werden. Hierfür ist die Programmierung eines webbasierten Simulationsprogramms SolFW notwendig. Die Veröffentlichung ist national geplant (z. B. Webseite, Konferenz- und Fachzeitschriftenbeiträge, zwei Workshops, Zusammenarbeit mit relevanten Akteuren). Auf internationaler Ebene ist die Mitarbeit im IEA SHC Task 55 vorgesehen.
Das Projekt "SusCrop Call 1: NETFIB - Verwertung von Nesselfasern aus Grenzertragsflächen angebaut im System der Agroforstwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. durchgeführt. Debatten über die energetische Nutzung von Biomasse zeigen, dass Land eine knappe Ressource ist. Es gibt zunehmend Landnutzungskonflikte zwischen den Bedürfnissen der Nahrungsmittelproduktion und dem Non-Food-Einsatz von Biomasse. Dieser Konflikt ist durch die Nutzung von belasteten Böden, die z.B. durch Kontamination für die Lebensmittelproduktion ungeeignet sind, potentiell lösbar. Darüber hinaus kann eine derartige Pflanzenproduktion mit geringem Aufwand der Rehabilitation der Bodenfunktionalität und somit der Minderung von Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt kombiniert werden. Gleichermaßen kann die Auswahl entsprechender Pflanzenarten zu einer Verbesserung der Biodiversität führen. Wesentliche Nachhaltigkeitsaspekte werden somit bedient. Während die Erzeugung von energetisch genutzter Biomasse auf solchen Flächen bereits realisiert ist, fehlen umfassende Konzepte für z.B. die Produktion von Pflanzenfasern. Das NETFIB-Projekt bietet hierzu einen ganzheitlichen Ansatz: Verwertung von Nessel-Biomasse aus dem Anbau in einem Agroforstwirtschaftssystem auf Grenzertragsflächen. Das Projekt wird von einem europäischen Konsortium aus Wissenschaft und Industrie an 4 Standorten in der EU durchgeführt. Die Große Brennnessel (Urtica dioica) steht potenziell auf solchen 'Phytomanagement'-Standorten zur Verfügung. Ihr Verwertungspotenzial ist bisher allerdings nicht ausreichend geprüft. Die Optimierung der Prozesskette vom Anbau in einem agroforstwirtschaftlichen System bis zur Verarbeitung stellt einen vielversprechenden Ansatz dar, der eine ökonomisch und wirtschaftlich nachhaltige Produktion eines Nachwachsenden Rohstoffs bietet. Die Umsetzung des NETFIB-Konzepts zur Doppelnutzung kann die Wettbewerbsfähigkeit der Naturfaserproduktion verbessern, da sie nicht in Konkurrenz zu Lebensmittelerzeugung in landwirtschaftlichen Fruchtfolgen stehen. NETFIB umfasst die ökologische und technische Bewertung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität (FU) Berlin, Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie der Pflanzen durchgeführt. Die zentrale Hypothese dieses Vorhabens ist, dass neuartige Managementstrategien auf der Basis optimierter Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenmikroorganismen der Schlüssel zur Maximierung der Nährstoffeffizienz in der Landwirtschaft sind und somit zu mehr Nachhaltigkeit führen können. Die übergeordneten Vorhabenziele sind die Aufklärung der Schlüsselprozesse, die an Nährstoffumsatz und -flüssen im System Pflanze-Boden-Mikroorganismen beteiligt sind, die Bewertung ihrer Bedeutung für eine nährstoffeffiziente landwirtschaftliche Biomasseproduktion, und die Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimierung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen. Der arbuskulären Mykorrhiza (AM) kommt in diesem Kontext eine besondere Bedeutung zu, da sie als Schüsselsymbiose in Agrarökosystemen sowohl stark von Stöchiometrie kontrolliert wird, also auch zur Nährstoffaufnahme in die Pflanze beiträgt. Lebensgemeinschaften von AM Pilzen zu definieren ist das Hauptaugenmerk dieses TP B.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Die zentrale Hypothese dieses Verbundvorhabens ist, dass neuartige Managementstrategien auf der Basis optimierter Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenmikroorganismen der Schlüssel zur Maximierung der Nährstoffeffizienz in der Landwirtschaft sind und somit zu mehr Nachhaltigkeit führen können. Die übergeordneten Vorhabenziele sind die Aufklärung der Schlüsselprozesse, die an Nährstoffumsatz und -flüssen im System Pflanze-Boden-Mikroorganismen beteiligt sind, die Bewertung ihrer Bedeutung für eine nährstoffeffiziente landwirtschaftliche Biomasseproduktion, und die Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimierung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen. Das spezifische Vorhabenziel des Teilprojekts A ist die Synthese der Ergebnisse der Phasen I und II von INPLAMINT, die Untersuchung der Stickstoffbindungs- und Freisetzungsdynamik unterschiedlicher organischer Bodenzusatzstoffe, die in den Feldversuchen an vier unterschiedlichen Standorten in Deutschland ausgebracht werden. Zusätzlich zu den unterschiedlichen Standortcharakteristiken wird auch der Effekt frühsommerlicher Bodentrockenheit auf die Effektivität der organischen Bodenzusatzstoffe hinsichtlich der Binde-, Halte- und Wiederfreisetzungskapazität von Stickstoff untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die zentrale Hypothese dieses Vorhabens ist, dass neuartige Managementstrategien auf der Basis optimierter Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenmikroorganismen der Schlüssel zur Maximierung der Nährstoffeffizienz in der Landwirtschaft sind und somit zu mehr Nachhaltigkeit führen können. Die übergeordneten Vorhabenziele sind die Aufklärung der Schlüsselprozesse, die an Nährstoffumsatz und -flüssen im System Pflanze-Boden-Mikroorganismen beteiligt sind, die Bewertung ihrer Bedeutung für eine nährstoffeffiziente landwirtschaftliche Biomasseproduktion, und die Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimierung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Lüneburg, Institut für Ökologie (IE) durchgeführt. Die zentrale Hypothese dieses Vorhabens ist, dass neuartige Managementstrategien auf der Basis optimierter Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenmikroorganismen der Schlüssel zur Maximierung der Nährstoffeffizienz in der Landwirtschaft sind und somit zu mehr Nachhaltigkeit führen können. Die übergeordneten Vorhabenziele sind die Aufklärung der Schlüsselprozesse, die an Nährstoffumsatz und -flüssen im System Pflanze-Boden-Mikroorganismen beteiligt sind, die Bewertung ihrer Bedeutung für eine nährstoffeffiziente landwirtschaftliche Biomasseproduktion, und die Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimierung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen.
Das Projekt "Wege zu sekundären Mg/Ca - Luftbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Elektrochemie durchgeführt. Sekundäre Mg - bzw. Ca - Luftbatterien weisen im Prinzip eine außerordentlich hohe Energiedichte auf und sind zudem wegen der praktisch unendlichen Verfügbarkeit von Mg und Ca bedeutsam. Der praktischen Anwendung steht allerdings die hohe Komplexität der Reaktionen in den benötigten aprotischen Elektrolyten entgegen sowie die Tatsache, dass mangels grundlegender Forschung zu wenig über sie bekannt ist. In diesem Teilprojekt sollen daher solche grundlegende Untersuchungen und Berechnungen zur Elektrolytstruktur und den Reaktionen an der negativen Elektrode und der positiven Luftelektrode durchgeführt werden. In der Arbeitsgruppe Elektrochemie der Universität Bonn erfolgt die Aufklärung der Reaktionen in aprotischen Elektrolyten (auf Basis von Etherderivaten und DMSO als Lösungsmittel) z.B. mittels elektrochemischer Massenspektrometrie, die Struktur der Grenzfläche und ihre Änderung wird u.a. mittels Impedanzspektroskopie und SEIRAS verfolgt. Insbesondere wollen wir dabei den Einfluss des Elektrolyten (bzw. seiner Zusammensetzung) auf die Reaktionen (und Nebenreaktionen wie Passivschichtbildung) verstehen, um daraus für die Optimierung zu lernen. Die Arbeitsgruppen aus der Theoretischen Chemie geben einen molekular aufgelösten Einblick in die elektrochemischen Prozesse. Wir möchten verstehen, was auf molekularer Ebene die Mobilität der Teilchen beinflusst und mit Hilfe dieser Erkenntnis Vorschläge für eine Optimierung der Systeme erstellen.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Regelung von gekoppelten port-Hamiltonischen Wärme-Strom-Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Mathematik durchgeführt. Die Energiewende in Deutschland hat das Ziel, eine sichere, wirtschaftliche und umweltfreundliche Energieversorgung zu garantieren. Als besonders relevant gelten hier Energienetze und -speicher. Die zunehmende Einspeisung von regenerativ erzeugter Energie in das Stromnetz hat zur Folge, dass die Strompreise im Mittel zwar fallen, aber einer viel stärkeren Schwankung unterliegen. Diese hohe Volatilität im Stromnetz bereitet sowohl den Stromproduzenten als auch -konsumenten große Probleme, wobei kommunale Energieversorger besonders betroffen sind. Im Verbundprojekt EiFer soll ein gekoppeltes Fernwärme-Stromnetz durch ein hierarchisches port-Hamiltonisches (pH) Systemmodell beschrieben und zur Nutzung als dynamischer Energiespeicher ausgelegt werden. Dazu ist die Entwicklung effizienter Simulations-, Regelungs- und Optimierungsmethoden notwendig. Ziel des Teilprojektes TP3 ist der Aufbau eines über Ein- und Ausgänge gekoppelten Wärme-Strom-System als pH partiell-differentiell-algebraisches Modell (phPDAE) um dieses für die Modellhierarchie in TP 1, für die Optimierung in TP 3, für die modellprädiktive Regelung in AP 2.3 zum Erreichen eines gewünschten Systemzustands bzw. zur Systemstabilisierung, und die Parameteridentifikation in TP 4 zu nutzen.
Das Projekt "SusCrop Call 1: NETFIB - Verwertung von Nesselfasern aus Grenzertragsflächen angebaut im System der Agroforstwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Bionik-Innovations-Centrum Bremen durchgeführt. Die Diskussionen über die Nutzung von Biomasse für Treibstoffe zeigen, dass es einen zunehmenden Landnutzungskonflikt für die Nahrungsmittel- und die Pflanzenproduktion gibt. Der Konflikt könnte durch die Erzeugung von Kulturen außerhalb der Nahrungsmittelproduktion auf Grenzertragsböden ausgeräumt werden. Eine derartige Pflanzenproduktion kann mit geringem Aufwand der Rehabilitation der Bodenfunktionalität und der Minderung von Risiken für die Umwelt dienen. Während die Biomasseerzeugung für die Energieerzeugung auf Grenzertragsflächen bereits realisiert ist, fehlen Konzepte für die Produktion von Pflanzenfasern auf diesen Böden. Das NETFIB-Projekt bietet hierzu einen ganzheitlichen Ansatz: Verwertung von Nessel-Biomasse aus dem Anbau auf Grenzertragsflächen, in einem nachhaltigen innovativen Agroforstwirtschaftssystem. Das Projekt wird auf Flächen des Unternehmens INOVYN von einem europäischen Konsortium aus Wissenschaft, Mittelstand und Industriepartnern durchgeführt. Die Große Brennnessel (Urtica dioica) steht potenziell in großen Mengen auf 'Phytomanagement'-Standorten (bepflanzte durch Industrieaktivität kontaminierte Flächen) zur Verfügung. Das Verwertungspotenzial wurde bisher nicht ausreichend geprüft. Die Optimierung der Nesselproduktion in einem agroforstwirtschaftlichen System stellt einen interessanten Ansatz dar, der eine nachhaltige (ökonomische und wirtschaftliche) Produktion eines Nachwachsenden Rohstoffs bietet. Die Realisierung und Umsetzung des NETFIB-Konzepts würde eine Ausweitung der Rohstoffverfügbarkeit für die europäische Faserindustrie darstellen. Die Anbaukonzepte zur Doppelnutzung können die Wettbewerbsfähigkeit der Naturfaserproduktion und die Verfügbarkeit von Pflanzenfasern verbessern und stehen nicht in Konkurrenz zu Nahrungsmittelkulturen. Die Ziele von NETFIB umfassen die ökologische und technische Bewertung entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Anbau bis zur Herstellung von biobasierten, nesselfaserverstärkten Kunststoffen.
Das Projekt "Teilprojekt: Analyse des Kundenverhaltens im Testfeld des KIT Campus Nord" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Automation und angewandte Informatik durchgeführt. Ziel von SMaaS ist es, ein komplexes Service-System zu entwickeln, das den individuell optimierten Betrieb eines lokalen Energiesystems ermöglicht. Dazu wird eine Softwarelösung für die Installation lokaler Märkte entwickelt mit entsprechender IT-Infrastruktur inklusive der Spezifikation und Realisierung von Werkzeugen zur optimalen Planung und Steuerung sowie Instandhaltung lokaler Strom- Wärme- und Kältemärkte. Es entsteht ein marktlicher Koordinationsmechanismus, der zwischen Kunden, einer Schnittstelle für deren Präferenzerfassung, verschiedenen Optimierungslösungen für den Verbrauch von Strom, Wärme und Kälte, sowie weiteren angeschlossenen Smart Services vermittelt. Dieser komplexe und intelligente Service soll als ein möglichst generisches Produkt entwickelt werden, damit er quasi 'von der Stange' für verschiedene Kunden, z.B. Quartieren aus Altbaubestand, modular und individuell angepasst werden kann. Die Ziele des Teilprojektes stellen sich wie folgt dar: - Modellierung des Strom- und Wärmeverbrauchsverhaltens in einer sektorengekoppelten Experimentalumgebung ohne den Einfluss des SMaaS-Systems ('Messkampagne 1') - Modellierung des Strom- und Wärmeverbrauchsverhaltens in einer sektorengekoppelten Experimentalumgebung mit dem Einfluss des SMaaS-Systems ('Messkampagne 2') - Evaluation der Effizienzgewinne durch Vergleich der datengetriebenen Modelle der beiden Messkampagnen - Gestaltung eines Energieagenten für Endverbraucher zur Optimierung des Energieverbrauchs von Wärme und Strom für einzelne Teilnehmer innerhalb einer sogenannten 'Kundenanlage'.
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| Bund | 58 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 58 |
| License | Count |
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