Das Projekt "Teilprojekt: Optimierung des Triebstrangs und Test der Rotorblätter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SCHOTTEL Hydro GmbH durchgeführt. Die kosteneffiziente Nutzbarmachung der Energie aus Gezeitenströmungen bietet ein großes Potenzial, zur klimafreundlichen Grundlastenergiegewinnung beizutragen. Dieses Potenzial kann allerdings aufgrund der zu überwindenden großen technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen heute noch nicht erschlossen werden. Weltweit werden verschiedene technische Konzepte zur Gewinnung von Energie aus Gezeitenströmungen von unterschiedlichen Anbietern im Prototypstadium getestet und optimiert. Bislang steht eine Überführung der verschiedenen Technologien in den Markt noch aus - hohe Investitionskosten bei noch schwer kalkulierbaren Renditen und mangelnder Langzeiterfahrung beim Betrieb der komplexen Anlagen erschweren dies deutlich. Der zu erschließende Markt kann in zwei Anwendungsbereiche gegliedert werden - große Anwendungen der Multi-MW-Klasse zur Unterstützung der Versorgungsnetze und kleine Anwendungen für mehr oder weniger isolierte Netze wie sie z.B. bei der Versorgung von kleinen, geografisch isolierten Inselnetzen häufig erforderlich sind (Microgrids). Das hier vorgestellte Projekt basiert auf einem bestehenden, innovativen Turbinenkonzept. Dieses soll durch die kooperative Innovationstätigkeit der beteiligten Partner mit besonderem Augenmerk auf den Einsatz in Inselnetzen über das Stadium eines Funktionsmusters hinaus bis zu einem vorwettbewerblichen Prototyp entwickelt werden. Neben der Bewältigung der technischen Problemstellung und der technischen Optimierung der Energieerzeugung sind die Senkung der Kapitalkosten und der Wartungskosten kritische Zielsetzungen. Hierdurch soll erstmals ein wirtschaftlicher Einsatz der Technologie ermöglicht werden. Die Ziele sollen erreicht werden, indem das neu entwickelte Plattformkonzept (PLAT-I) mit dem SITTurbinenkonzept zu einem robusten Gesamtsystem zusammengeführt wird. Im Rahmen des Vorhabens soll ein optimiertes Turbinensystem entwickelt, realisiert und im Feldversuch mit Netzanbindung erprobt werden.
Das Projekt "LNGS-Upgrade: UPS - Uninterruptible Power Supply" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Kernphysik durchgeführt. Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Stromversorgung sollen die Verbraucher am LNGS (Experimente, zentrale Infrastruktur) über sogenannte static transfer switch (STS) gleichzeitig mit zwei unabhängigen 20 kV Netze angeschlossen werden. Beim Ausfall von einer der beiden Versorgungen schalten die STS innerhalb von einer sehr kurzen Zeit auf das andere Netz um. Während es Störungen in jedem der beiden Netze typisch mehrfach im Jahr gibt, ist der gleichzeitige Ausfall beider Netze sehr selten. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Stromversorgung entscheidend verbessert. Besonders wichtig ist dies für die Kühlwasserversorgung, die derzeit mehrfach im Jahr für mehrere Minuten ausfällt, was zu erheblichen Störungen bei einigen Experimenten führt. Der Effekt dieser Verbesserung entspricht der einer klassischen uninterruptible power supply (UPS) Einheit, auch wenn in dieser Lösung kein Energiespeicher verwendet wird. Dies hat zum Vorteil, dass Verluste und auch die Wartungskosten geringer sind. Die Verkabelung der Stromversorgung im Labor muss erneuert werden um den Anschluss an die beiden Netze zu ermöglichen. Für die drei Experimentierhallen wird dies das LNGS übernehmen. Für die Infrastruktur, insbesondere die Wasserkühlung, soll dies im Rahmen dieses Vorhabens geschehen.
Das Projekt "Teilvorhaben: EFFicient Ofdm Rf Transceiver (EFFORT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Institut für Halbleitertechnik, Lehrstuhl für Integrierte Analogschaltungen durchgeführt. Der Energieverbrauch von privaten, industriellen und öffentlichen Nutzern kann deutlich reduziert werden durch Nutzung aller relevanten Informationen aus zukünftigen smarten Versorgungsnetzen und aus weiteren Umweltfaktoren. Die Verknüpfung z. B. von Sensordaten, Netzinformationen und Benutzerwünschen soll in diesem Projekt - in Verbindung mit neuesten Technologien - den Energiebedarf auf breiter Basis reduzieren und zwar ohne wesentliche Reduktion von Komfort und Gebrauchswert. Dazu notwendige Komponenten werden erforscht und demonstriert und es wird damit die Kette der notwendigen Installationen beim Verbraucher geschlossen. Die ausführliche Darstellung der Gesamtziele ist in dem eingereichten 'ENIAC Full Proposal' enthalten. Die deutschen Partner haben hierbei den gemeinsamen Schwerpunkt auf den Bereich 'Energy Efficient Interface to Smart Grid' gelegt. Der Partner RWTH Aachen wird neue leistungsoptimierte Schnittstellen und Strategien zu deren Implementierung erarbeiten. Der Fokus liegt dabei auf der Reduzierung der Stromaufnahme im Stand-By-Betrieb. Dies erfolgt einerseits durch die Optimierung der Leistungsaufnahme des HF-Subsystems und anderseits durch eine optimierte leistungsadaptive AC/DC Umsetzung. Die Ergebnisse sind voraussichtlich geeignet zur Herstellung zukünftiger Transceiver für Aktoren und Sensoren im Smart Grid. Die Arbeitsziele und Arbeitsplanung des europäischen Konsortiums sind in dem eingereichten 'Full Proposal' dargestellt
Das Projekt "Teilprojekt 5.6: Erprobung und Analyse des Geschäftsmodells sowie des quartiersbasierten Energiemanagements für den optimalen Netzbetrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Jena Netze GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Teilprojektes TP 5.6 der Stadtwerke Jena Netze ist vorgesehen, die Anforderungen für die IT-technische Integration eines vorrangig quartiersgetriebenen Energie-Managements zu ermitteln, dieses in einer Pilotanwendung zu erproben und die Potentiale für den optimalen Netzbetrieb zu analysieren. Die zu definierenden Anforderungen an das Energiemanagement umfassen im Quartiersbereich die Anwendungsfälle EEG-Direktvermarktung, Netz-Flexibilität, Speicherbewirtschaftung einschließlich der künftigen elektrischen Nachladung (Ladesäulen) für E-Fahrzeuge sowie für das für das Energiemanagement im Gebäudebereich Mieterstrommodell bzw. Mieterstrom-Contracting. Das Geschäftsmodell des Quartiersmanagers wird erprobt und analysiert mit dem Ziel, das Quartiersmanagement und den Netzbetrieb zu koordinieren. Die entwickelten Tools des Energiemanagementsystems werden in einem realen Bestandsquartier getestet. Hier betreiben die Stadtwerke Jena Netze ein Blockheizkraftwerk und ein kleines Wärmenetz zur Versorgung vornehmlich von Mehrfamilienhäusern mit Heizwärme und Warmwasser. Die Pilotanwendung wird im Zuge des Projektes um eine Kollektoranlage mit Wärmespeicher erweitert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Batteriestromrichter in Inselnetzbereitstellung, Schwarzstartfähigkeit sowie Wirk- und Blindleistungsmanagement und Notstromversorgung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SWW Wunsiedel GmbH durchgeführt. Im geplanten Verbundprojekt LEITNING soll ein neuartiger Batterie-Wechselrichter mit ho-her Leistungsdichte erforscht und im Feld getestet werden, der es ermöglicht, ein hochverfügbares und modulares Wechselstrom-Netz sowie netzstützende Funktionen mit Hilfe von fortschrittlichen Schaltungstopologien auf Basis von innovativen SiC MOSFET Leistungs-modulen, magnetischen Bauteilen und Regelungsstrategien bereitzustellen. Der Betrieb mit einer Schaltfrequenz von bis zu 200 kHz im Leistungsbereich von 200 kW soll zu einer massiven Material-, Gewichts- und Kostenersparnis im Vergleich zu heutigen konventionellen Wechselrichter-Lösungen führen. Dabei wird eine Preisreduzierung des Wechselrichters durch die Projektergebnisse von 50-100 Euro /kW auf 20-30 Euro /kW erwartet. Gleichzeitig wird eine Leistungsdichte von 1 kW/l angestrebt (Stand der Technik: ca. 0,4-0,5 kW/l). Konkrete Zielanwendungen für die kompakte Hochleistungs-Wechselrichter-Netzbetriebsmittelplattform, jeweils unter Einbeziehung lokal verfügbarer erneuerbarer Energiequellen, sind: - Leistungsflussoptimierung, Stabilisierung und Stützung schwacher Netze - Schnelle Erkennung und Durchfahren von Netzfehlern - Bereitstellung der Stromversorgung bei systembedingter schwankender Versorgung durch dezentrale Erzeugungseinheiten - Notstromversorgung sensibler Bereiche und kritischer Lasten bei Netzfehlern und Netzausfällen (z.B. Mobilfunkstationen oder Wasserversorgung) - Inselnetzbildung von Teilnetzen mit anschließender Re-Synchronisierung mit dem Verbundnetz Als perspektivische Erweiterung ist zudem ein Hybrid-Wechselrichter zum Anschluss von Photovoltaik-Generatoren, Blockheizkraftwerken und anderen Energiequellen angedacht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines vollautomatischen Batterienotstromaggregates zur Versorgung öffentlicher NS-Netze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVS Aggregatebau GmbH durchgeführt. Die Analysen des Büros für Technikfolgenabschätzungen beim Deutschen Bundestag (TAB) zeigen die gravierenden Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls. Eine Notversorgung von kritischer Infrastruktur mittels Inselnetzen, gespeist durch die lokal vorhandenen Erzeugungsanlagen, kann in solchen Szenarien den Schaden erheblich reduzieren. Im Forschungsprojekt LINDA wurde ein Konzept für den stabilen Inselnetzbetrieb im Notversorgungsfall entwickelt und in insgesamt drei Feldtest in einem realen süddeutschen Netzgebiet erprobt. Der Fokus des Teilvorhabens liegt auf der Entwicklung eines vollautomatischen Batterienotstromaggregates zur Versorgung öffentlicher NS-Netze auf Basis des LINDA-Konzepts. Dabei muss das mobile Batterieaggregat die Netzregelung übernehmen und Frequenz und Spannung so regeln, dass, trotz unregelmäßiger Einspeisung aus Erzeugungsanlagen, ein sicherer Netzbetrieb möglich ist, wobei das Aggregat selbst nur ein Bruchteil der Leistung im Netz zur Verfügung stellen kann, bzw. auch aufnehmen kann.
Das Projekt "Teilvorhaben SMA: PV- & Batteriespeicher-Systemintegration und netzdienliche DC-Versorgung für industrielle DC-Netze & DC-Lasten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SMA Solar Technology AG durchgeführt. Vor dem Hintergrund der gemeinsamen Zielsetzung im Verbundforschungsvorhaben insgesamt, eine sichere, robuste und netzdienliche Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern in industriellen Produktionshallen oder prozesstechnischen Großanlagen durch intelligente DC-Netze zu erreichen und hierfür die notwendigen Systemkonzepte, Standards und Komponenten zu entwickeln sowie die ökonomisch und technischen Vorteile nachzuweisen, wird sich SMA vor allem mit der PV- und Batteriespeicher-Systemintegration und der netzdienlichen DC-Versorgung dieser DC-Lasten und -Netze befassen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Zukunftsfähige Ausrichtung von Netz- und Systemführungsstrategien für eine gesicherte Versorgung in Netzen mit hohem Anteil DEA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DUtrain GmbH, Gesellschaft für Trainings- und Servicecenter für Netzbetriebsführung durchgeführt. Die DUtrain GmbH verfolgt als Teilziel die zukunftsfähige Ausrichtung von Netz- und Systemführungsstrategien einschließlich der praxistauglichen Umsetzung für eine gesicherte Versorgung in Netzen mit hohem Anteil dezentraler Erzeugungsanlagen (DEA). Es wird untersucht, in welchem Maße DEA Netz- und Systemdienstleistungen zur Frequenz- und Spannungshaltung erbringen müssen, um die Gefahrenabwehr eines großflächigen Netzzusammenbruchs wie auch einen eventuell möglichen Netzwiederaufbau sinnvoll zu unterstützen (z. B. Schwarzstartfähigkeit). Praxistaugliche Darstellungen für die Leitstellenumgebung sollen entwickelt werden. Ausgehend von den zu erbringenden Netz- und Systemdienstleistungen werden für den praxisorientierten Einsatz der DEA von einer zentralen Leitstelle geeignete Darstellungen untersucht. Maßgeblichen Einfluss haben die für DEA festzulegenden verfügbaren Daten und Informationen, die im Anschluss aggregiert ein schnelles Erkennen und Beurteilen der Situation ermöglichen. Dies umfasst das Beobachten und Steuern im aktuellen Moment wie auch Prognosen unterschiedlicher Zeitbereiche für vorausschauendes Handeln. Das Aggregieren soll zunächst je Spannungsebene für das Netz und im Anschluss in Summe für das System erfolgen. Hierzu sind sowohl anlagenweite wie auch netz- und systemweite Regelungen für den Abruf von Leistungen zu untersuchen. Unter Verwendung eines Trainingssimulators für die Netz- und Systemführung werden geeignete Darstellungen für die Leitstellenumgebung entwickelt, verifiziert und in Demonstrationen vorgestellt. Zukünftige strategische Aspekte der Netz- und Systemführung werden so aufgezeigt und können in geeignetem Umfeld erprobt werden.
Das Projekt "Teilprojekte des DVGW-Technologiezentrum Karlsruhe, Außenstelle Dresden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., Technologiezentrum Wasser Karlsruhe (TZW), Außenstelle Dresden durchgeführt. Das Vorhaben ist Bestandteil eines Projektverbundes. Ziele des Teilprojektes der AS Dresden bestehen in der Erarbeitung einer Lösung für die Sicherung der Ammoniumoxidation bei niedrigen Temperaturen sowie der Qualitätssicherung bei der Wasserverteilung bei hohen Restchlorgehalten und erhöhten DOC-Konzentrationen. Aufbauend auf eine Zusammenstellung und Auswertung vorliegender Erfahrungen soll durch Untersuchungen im Labormaßstab und in kleintechnischen Versuchsanlagen die Übertragbarkeit auf andere Randbedingungen untersucht und notwendige Detailfragen geklärt werden. Im Vorhaben zur NH4-Eliminierung soll das zu entwickelnde Konzept zudem an einer Anlage in Weißrussland überprüft und hierbei zusätzliche Informationen zur Stabilität der Prozesse gewonnen werden. Im Netzthema sind ergänzende Untersuchungen in den Versorgungsnetzen der Stadt Rostock (Flusswasseraufbereitung, Verteilung mit erhöhten Restchlorkonzentrationen) und der Stadt Polozk (ungünstigere technische Randbedingungen) vorgesehen. Die Ergebnisse sollen in den Leitfaden für potentielle Anwender, der im Rahmenprojekt 2 des Gesamtvorhabens erarbeitet wird, einfließen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ganzheitliche Modellierung, Simulation und Testung von Technologien im Reallabor entlang der Wasserstoff-Wandlungskette" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) durchgeführt. Die größte Herausforderung der Energiewende bleibt der Transport und die Speicherung erneuerbarer Energien. Ein Lösungsweg zeichnet sich in Verbindung mit der Wasserstofftechnologie ab. Überschüssige regenerative Erträge können durch Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt und damit speicherfähig gemacht werden. Durch den Einsatz von Brennstoffzellen wird Energie wieder bereitgestellt. Am Campus der Technischen Universität Braunschweig ist die Energieforschung seit Jahren inhaltlich in anwendungsorientierten Projekten verankert. Dies bildet eine hervorragende Grundlage, um das in den unterschiedlichen Fakultäten und Instituten vorhandenes Fachwissen im Bereich Wasserstofferzeugung und -verwertung in einem Kompetenzzentrum zu bündeln. Ziel ist es, eine anwendungsnahe Grundlagenforschung in dem neu geschaffenen Zentrum/ Forschungslabor zu ermöglichen. Im Verbundvorhaben H2-Campus-TUBS werden gemeinsam mit dem Steinbeis Innovationszentrum siz energieplus Forschungsarbeiten rund um die Themen Wasserstofferzeugung, -speicherung, Rückverstromung in Brennstoffzellen, Gaseinspeisung und Batteriespeicher adressiert. Ziel soll sein, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien netzstabilisierend zu verwerten und effizient für die Campusebene nutzbar zu machen. Der Campus bietet die Möglichkeit, im universitätseigenen Netz zu experimentieren und Bewertungsmethoden einer dekarbonisierten Versorgung zu entwickeln. In diesem Teilvorhaben des Verbundprojekts wird Grundlagenforschung entlang der H2-Wirkungsgrad- und -wandlungskette betrieben. Dazu werden im Reallabor und parallel in Simulationen Untersuchungen zu Altersdiagnostik von Elektrolyseuren, Netz- und Systemintegration der Wasserstofferzeugungs- und -verwertungstechnologien, Energie- und Stoffströmen und zur energiewirtschaftlichen Integration durchgeführt. Die Forschungsarbeiten am Wasserstoff-Kompetenzzentrum sollen zudem in die Weiterentwicklung von themenrelevanten Lehrveranstaltungen eingebunden werden.
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