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Sub project D

Das Projekt "Sub project D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Vorhabenziel: Das Vorhaben dient der besseren Prognose der Entwicklung und räumlichen Verteilung von Phytoplankton, insbesondere von Blaualgen, im Tai-See und anderen nährstoffreichen Flachseen. Durch Implementierung der Projektergebnisse in Modelle und Managementpläne werden wichtige Grundlagen für eine optimierte Entnahme und Aufbereitung von Seewasser zur Trinkwasserversorgung geschaffen. Arbeitsplanung: Innerhalb von SIGN trägt dieses Teilprojekt insbesondere zu den Arbeitsbereichen A3 und B2 bei. In A3 werden neue Messsysteme optimiert und die Fluoreszenzsensoren durch HPLC-Pigmentanalysen kalibriert. Die Abhängigkeit der vertikalen und horizontalen Verteilung des Phytoplanktons von meteorologischen Bedingungen wird analysiert. In B2 werden Labor- und Freilandexperimente zur Lichtabhängigkeit des Algenwachstums bei unterschiedlichen Durchmischungsbedingungen durchgeführt. Die gewonnenen Parameter werden in Ökosystemmodelle implementiert. Die Szenarien zur Phytoplanktonentwicklung in Abhängigkeit von Wetter und Klimaänderungen werden mit den Projektpartnern ausgewertet und mit den zuständigen Behörden und Gewässernutzern diskutiert (Arbeitsbereich E). Insbesondere werden Empfehlungen zur Optimierung der Rohwasserentnahme für die Trinkwassergewinnung erstellt (G1). Zudem werden Erfahrungen beim Management deutscher Flachseen und beim Rückhalt organischer Stickstoffverbindungen in Kläranlagen vermittelt (G3).

Daylighting systems for student quarters based on fluorescent concentrators and light pipes

Das Projekt "Daylighting systems for student quarters based on fluorescent concentrators and light pipes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Norbert Kaiser Consulting and Controlling, Ingenieurbüro für Bauwesen durchgeführt. Objective: Demonstration of innovative day lighting systems for the illumination of dark floors of a students quarter in Stuttgart-Hohenheim. Such systems, when installed in large buildings, could considerably reduce the energy demand for electrical lighting. General Information: The student's living quarters comprise six buildings, 2 to 3 storeys high, of interesting architecture. They are built against earth hills on their north sides and they have grass covered roofs. The students' rooms face almost due south, and on the northern side of the buildings there are rooms for recreation, cooking and eating. These northern rooms have little daylight, the only light sources being light transmitted through the glass roof over the staircase, through the glass doors of the students' rooms (if not darkened by shutters or curtains) and through the entrance door. One building is equipped with a fluorescent planar concentrator (FPC) another one with a light pipe. The systems collect the light near the glass cover of the staircase and then reflect it into the darkest kitchen, about 6 to 7 m below the roof. The FPC-system collects the light with an FPC (yellow fluorescent dye BASF 241/PMMA) forming the surface of a truncated cone, the light is then guided down within the wall of a transparent pipe of PMMA (diameter 30 cm, wall thickness 0.6 cm) by total internal reflections and is then reflected into the kitchen by a mirror. The mirror light pipe is of triangular cross section (with side length about 70 cm), made from Alucobond material (aluminium laminated onto plastic) which is covered with 3 M Silverlux film on the inner surface. The output mirror has a special shape in order to reflect as much light as possible into the kitchen to be illuminated. The estimated light transmission efficiency of the FPC-system is 2 per cent and that of the light pipe is 40 per cent. The integrated light flux is estimated with 1.7 Mio Lmh/y and 5.2 Mio Lmh/y. Achievements: The light pipe system has a light transmission efficiency of 23 per cent for diffuse light. The output light flux, integrated over one year, amounts to about 4 mio Imh, and the cost of one substituted electrical kWh can be DM 2.14, under ideal conditions. The system enhances the illuminance level in the kitchen by a factor between 2 and 5, depending on location (within the kitchen) and weather conditions. The FPC system has a very low efficiency of only 0.2 per cent (compared with the 2 per cent estimated before), due to a number of loss mechanisms which could not be taken into consideration. The contribution to the illuminance level in the kitchen is therefore not significant. Whereas mirror light pipes operating on this or another principle will soon arrive at applications which can be economically meaningful, the FPC system needs further development. Even if this development is successful, day lighting applications of the FPC will be found only for special cases; short distances for the light guiding...

6 MWTH koenig ludwig atmospheric fluidized bed combustion plant

Das Projekt "6 MWTH koenig ludwig atmospheric fluidized bed combustion plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhrkohle AG durchgeführt. Objective: To refine and improve atmospheric fluidized bed combustion technology such that: 1. coal fines, coal/water slurry, and fuels from conditioned domestic refuse can be used; 2. noxious emissions (especially SO 2, NO X, HF, HCP, and heavy metals) are reduced; and 3. ashes are disposed off without using special waste tips and in an environmentally acceptable manner. Energy substitution equal to 1500 TOE is projected. General Information: The project was conducted at the existing 6-Mwth AFBC pilot plant Koenig Ludwig in Recklinghausen. This plant, operating since 1980, serves as a steam generator for the industrial sector and provides decentralized heat for the public sector. AFBC technology has operated satisfactorily to date however, numerous technical improvements will be tested in 9 phases: Phase I - Additional equipment to facilitate testing and measuring during the project, the following were installed: storage facilities, handling equipment and feed systems; improvements to the steam generators including absorbent feed systems and secondary air injection system; and additional sampling points. Phase II - Minimization of SO2 HF, and HCL emissions feed devices, which uniformally distribute ultrafine lime powder above the nozzle plate, will be developed. It is expected that minimal additions of limestone will reduce noxious emissions and that ash as well as CaO content in the ash will also be reduced. Phase III - Combustion of washed coal fines prior to the project, the plant could handle only lump-size fuels up to 30mm. A simple and reliable fuel handling and feed system will be developed to handle coal fines. Phase IV - Combustion of coal/water slurry the suitability of coal/water slurry as an AFBC fuel will be tested with regard to mixture stability in transportation and storage, combustion, fuel efficiency and noxious emissions. Phase V - Combustion of eco-briq briquettes plus bituminous coal combustion of conditioned domestic refuse combined with bituminous coal will be tested with an emphasis on reducing emissions of inorganic chlorine compounds. Phase VI - SECONDARY AIR INJECTION The plant was equipped with secondary air injectors and the radiation chamber (freeboard) enlarged by using a suitable refractory lining. It was expected that this would improve the burn-up rate and reduce NO X and CO emissions. PHASE VII/VIII - ASH UTILIZATION AND DISPOSAL The solubility of trace element compounds in AFBC ashes were analysed. A lysimeter, consisting of a 10 m3 open tank exposed to the weather, will be used. Its rain and snow-water contents will be examined for trace element compounds. Potential applications for using AFBC ash was to be developed. PHASE IX - EVALUATION/REPORT Combustion of highly sulphur loaded GCA combined with bituminous coal to be tested with emphasis on reducing SO2-emission. Achievements: PHASE I: Systems and components for storing, feeding and distributing of granulated and pulverized limestone above

Betrieb des Sonnenofens

Das Projekt "Betrieb des Sonnenofens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Solare Energietechnik durchgeführt. Das DLR hat 1994 einen Sonnenofen in Betrieb genommen, mit dem Solarstrahlung konzentriert werden kann und Temperaturen bis ueber 2000 Grad Celsius erreicht werden koennen. Die Leistung der Anlage erreicht bei guten Wetterbedingungen 22 kW. Der Sonnenofen wird fuer Experimente eingesetzt, die moegliche Anwendungen der konzentrierten Sonnenbestrahlung in den neuen Forschungsgebieten der solaren Chemie und der solaren Materialforschung erproben. Ziel des Projektes ist es, den erfolgreichen Betrieb des Sonnenofens zu gewaehrleisten. Parallel dazu werden die erforderlichen Messmethoden entworfen und in die Tat umgesetzt. Hierbei handelt es sich in erster Linie um Methoden zur Messung konzentrierter Solarstrahlung und zur Temperaturmessung.

Luftqualitäts- und Flugzeugabgas-Messungen auf dem Flughafen Paris CDG

Das Projekt "Luftqualitäts- und Flugzeugabgas-Messungen auf dem Flughafen Paris CDG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Teilinstitut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. The open-path measurements systems DOAS and FTIR were installed across the taxiway and beside the test pen to measure main engine exhausts or ambient concentrations. The spectrometers were installed inside the trailer in a safe distance to the aircraft. The radiation sources (globar for FTIR, retro-reflector for DOAS) was installed at the ground with tripods in a safe distance to the aircraft, too. The open path lengths are about 200 m (distance between radiation sources and measurement trailer). The composition of main engine and APU exhausts was determined passively by FTIR. The standpoints of this instrument which is installed in the measurement van is perpendicular to the main engine and APU exhaust plume axis in a distance up to about 250 m to the exhausts was near the test pen, a taxiway and a parking place. The aircraft was in a fixed position during the measurement time of about 2 minutes. Emission indices of aircraft exhausts were determined from passive and open-path measurements for a lot of different aircraft types during idle conditions. The altitude profiles of wind and turbulence up to 1,300 m were monitored by acoustic sounding using a Doppler SODAR. Air samples in the exhausts at the test pen or near the taxiways and the parking places were taken using stainless steel canisters and analysed for volatile organic compounds (VOCs) and CO in the laboratory using gaschromatographic methods. The sampling time of the canisters was about 1 minute. The NO2 concentrations measured during night are well correlated with mixing layer height: low mixing layer height causes high concentrations and higher mixing layer height lower concentrations. Nocturnal NOx concentrations during low-mixing-layer-height-conditions may reach the same levels as aircraft emissions in very small areas. Thus, meteorological conditions have an important influence in airport air quality.

Solare Kühlung im Hardware-in-the-Loop-Test (SoCool-HIL)

Das Projekt "Solare Kühlung im Hardware-in-the-Loop-Test (SoCool-HIL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Düsseldorf, Arbeitsgruppe E2 Erneuerbare Energien und Energieeffizienz durchgeführt. Das vom BMBF geförderte Forschungsprojekt Solare Kühlung im Hardware-in-the-Loop-Test , kurz SoCooIHIL, beschäftigte sich im ersten Projektteil mit der Simulation einer solaren Kühlungsanlage unter der Simulationsumgebung MATLAB/Simulink mit den Toolboxen Stateflow und CARNOT. Dynamische Jahressimulationen und DoE-unterstützte Parametervariationen wurden zur Auswahl sinnvoller Systemkonfigurationen, Regelstrategien und Dimensionierung der Komponenten genutzt. Der zweite Projektteil beschäftigt sich davon ausgehend mit Hardware-in-the-Loop-Tests mit der 17,5 kW Absorptions-Kältemaschine der Firma Yazaki. Dabei wird die Kältemaschine an einem Prüfstand betrieben, der das Verhalten der restlichen Systemkomponenten (Solarkreis mit Wärmespeicher, Rückkühlung, Gebäude und Kälteverteilung/-übergabe), gesteuert von einer Systemsimulation unter Matlab/Simulink/CARNOT, emuliert. Ausgehend von den gewonnenen Erkenntnissen über das reale dynamische Betriebsverhalten der Kältemaschine wurde das Simulationsmodell der Kältemaschine validiert. Hardware-in-the-Loop-Versuche zur Teillastregelung der Kältemaschine und mit verringertem Kältespeichervolumen bilden den Abschluss des Projektes.

Teilvorhaben: IWES, ISE

Das Projekt "Teilvorhaben: IWES, ISE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik durchgeführt. Bis 2050 soll im Rahmen der Energiewende der Anteil der erneuerbaren Energieträger in Deutschland auf 80% des Bruttostromverbrauchs ansteigen. Dies erfordert eine effektivere Anpassung des Netzmanagements an die erhöhte Wetterabhängigkeit der Stromeinspeisung ins Netz. Insbesondere die dezentrale Einspeisung von Strom aus Photovoltaikanlagen stellt die Verteilnetzbetreiber vor neue Herausforderungen hinsichtlich des Netzausbaus, des Netzbetriebs und der Marktintegration. Eine detaillierte, ortsgenaue Berechnung der Einstrahlung ermöglicht durch eine verbesserte Prognose das Ausnutzen von Optimierungspotentialen bei der Spannungshaltung und in der Blindleistungskompensation. Das Fraunhofer ISE übernimmt in diesem Kontext die Aufgabe die horizontale Sonneneinstrahlung mithilfe von Messdaten aus Siliziumzellen zu bestimmen, womit lokale Wetter- und PV-Leistungsprognosen verbessert werden können. Das Fraunhofer IWES wird anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele die Nutzung der verbesserten PV-Prognosen anhand von Netzbetriebsführung im Verteilnetz zeigen und untersuchen. Das Vorhaben soll durch einen Verbund von 5 Arbeitspaketen (AP) mit einer starken gegenseitigen Verknüpfung der einzelnen APs erreicht werden. Das Fraunhofer ISE übernimmt innerhalb von AP 4 das Teilpaket 4.2. 'Ableitung horizontaler Strahlung aus Messdaten von Siliziumreferenzzellen in Modulebene'. Hierbei wird ein Modell zur Umrechnung der Globalstrahlung in Modulebene in die horizontalen Strahlungskomponenten aufgebaut. Dieses Modell wird durch eine Entwicklung ergänzt, mit der die auf Basis von Siliziumreferenzzellen gemessenen Strahlung in breitbandige Solarstrahlung konvertiert werden kann. Das Fraunhofer IWES wird zusammen mit den Projektpartnern anwendungsrelevante Beispiele in der Verteinetzebene bestimmen (AP5) und dann mithilfe detaillierter Netzberechnung den Einfluss präziser Prognosen auf die Netzbetriebsführung untersuchen.

Teilvorhaben: EWC Weather Consult GmbH

Das Projekt "Teilvorhaben: EWC Weather Consult GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EWC Weather Consult GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, das von den Projektpartnern gemeinsam betriebene operationelle Windleistungsprognosesystem in mehreren Bereichen signifikant zu verbessern und damit den Vorhersagefehler der Day-ahead-Prognose für Deutschland auf ein bisher nicht erreichtes Niveau von unter 3% (nRMSE) zu senken. Das bisherige System erreicht mit nur einem Wettervorhersagemodell (NWP) 4,1% nRMSE. Eine erhebliche Verbesserung der Prognosegüte soll durch die Hinzunahme von neun weiteren NWP-Modellen und Ensemblevorhersagen erreicht werden. Für die damit notwendige Gewichtung und Datenreduktion der Eingangsparameter und der damit einhergehenden Bewertung und Auswahl der verschiedenen NWP-Daten kommen hochmoderne Optimierungsverfahren des Maschinellen Lernens (ML) zum Einsatz. Nach Abschluss der Entwicklungsarbeiten und Testbetrieb des neuen Vorhersagesystems WindSage findet ein Benchmark von WindSage statt. Das Vorhaben ist in 5 Arbeitspakte (AP A-E) und Projektkoordination gegliedert. Im AP A (Datenakquisition) werden zuerst die noch nicht vorhandenen Daten weiterer NWP-Modelle und Windeinspeisedaten beschafft, bevor dies im AP B aufbereitet und qualitätsgesichert werden. In AP B werden ebenfalls auf Basis der neuen Wettermodelle physikalische Windleistungsvorhersagen erstellt. Diese dienen als Eingangsdaten für AP C, der Belernung und Optimierung der Windleistungsprognosen mit ML-Methoden. Vorgesehene Arbeitsschritte sind der Test und die Evaluierung verschiedener ML Techniken und Architekturen, die automatische Auswahl der Eingangsparameter mit Optimierungsmethoden, die Verbesserung von Rampenvorhersagen und die Minimierung des Maximalfehlers von Prognosen. In AP D wird WindSage in ein operationelles System implementiert und getestet, bevor in AP E ein Online-Benchmark über mehrere Monate stattfinden wird. Den Abschluss des Vorhabens stellt ein Workshop mit allen Teilnehmern des Benchmarks dar.

Untersuchung des Transports und der Deposition von Pb-210

Das Projekt "Untersuchung des Transports und der Deposition von Pb-210" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie, Fachgebiet Analytische Chemie durchgeführt. Die Ausbreitung und der Transport des Pb-210 bzw des Mutternuklids Rn-222 werden untersucht, unter besonderer Beruecksichtigung der Deposition auf Pflanzen und im Boden. Zur Untersuchung sollen um die Uranerzaufbereitungsanlage Ellweiler Luftproben, Pflanzenproben und Bodenproben (Profile) in verschiedenen Abstaenden und bei verschiedenen meteorologischen Verhaeltnissen genommen werden.

Effiziente Energienutzung in Schwimmbaedern

Das Projekt "Effiziente Energienutzung in Schwimmbaedern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Sportwissenschaft durchgeführt. Objective: Demonstration of energy saving technics in large public swimming pools, use of unglazed solar collectors in combination with a heat pump. The innovative aspect is the use of the solar system during times when the global radiation is low, bad weather, or not existing, night time. Use of heat recovery units for exhaust air of indoor swimming pools. Heat recovery from filter back-flush water and shower water. Ülzen: 1,500 m2 unglazed collectors, system Solaroll EPDM innovative system with two flow systems, pool water and antifreeze. Inzell: 1,200 unglazed collectors, system Episol EPDM. Estimated energy savings: Ülzen: 480 TOE/a Inzell: 120 TOE/a. General Information: 1) UELZEN (Northern Germany between Hannover and Hamburg). Total water area 2993 m2. Summer use only 1990 m2 open air. Winter use only 1003 m2 indoor. Total solar area 1,500 m2 unglazed (Solaroll EPDM). The solar area is a combination of a direct flow, for Summer use, and an indirect flow, filled with antifreeze and linked to an electric driven heat pump. The solar system is gluwed on the horizontal roofing of the indoor swimming pool. Auxiliary heating is delivered from an adjacent diesel engine driven power station and a gas fired boiler. Heat recovery utilities are installed for the filter black flushing and the exhaust air from the indoor swimming pool. The outdoor bassins have a motor driven pool cover to reduce heat losses during the night. 2) INZELL (Bavaria near Salzburg). Total water area 3316 m2. Summer use only 2981 m2 open air. All year use 280 m2 indoor. All year use 45 m2 outdoor. Total solar area 1153 m2 unglazed (Episol, EPDM). The unglazed collectors are installed on the flat roof of the Summer vestiairies. Direct, one-circuit flow of the pool's water. During bad weather conditions and at night an already existing heat pump may be linked to the solar system instead to a cold river coming down from the mountains. Auxiliary heating may be delivered also from an old fired furnace. A heat recovery unit is installed in the pool's hall ventilation system. Achievements: Results of Ülzen: The first monitoring period in 1985 showed that the energy collected (solar direct plus heat pump) from the double circuit collector was much smaller than estimated. This is partly due to shorter running times of the heat pump but partly also from a too optimistic calculation of the manufacturer. Solar direct use during Summer (8.5 - 18.9.1985): 130 kWh/m2, 195 MWh, 75 per cent furnace efficiency. 22 TOE/a, Solar indirect via heat pump (1.9.84-31.10.1985). 210 kWh/m2, 315,3 MWh, 35.4 TOE, Other savings: Heat recovery from the exhaust air of the indoor swimming pool which is closed during Summer. Energy recovered (1.1.85-8.5.1985) 216 MWh or 13.0 TOE. Heat recovery from filter black flushing water (1.1.85-31.12.1985) 115 MWh or 13.0 TOE. Total energy savings per year approx. (influence of pool cover not included) 95/a. Rresults of inzell. The first monitored season in 1985 ...

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