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Effiziente Wärmepumpenquartiere: Effizienter, erneuerbarer und netzdienlicher Betrieb von Wärmepumpenquartieren, Teilvorhaben: Ergebnistransfer und Unterstützung des Handwerks

Wärmepumpen (WP) sind eine Schlüsseltechnologie der Energiewende im Wärmebereich, da sie mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien betrieben werden können und zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die Umsetzung und der Betrieb von bis zu vier WP-Quartieren begleitet und die folgenden Ziele verfolgt. 1.Effizienz von Wärmepumpen steigern und sicherstellen: Mittels energetischem Monitoring werden Betriebsdaten in mehr als 100 Gebäuden erfasst, analysiert und bewertet. Darauf aufbauend ist eine kostengünstige Überführung des Betriebsmonitorings in die Praxis geplant, sodass auch WP außerhalb von Forschungsprojekten unkompliziert und nachhaltig überwacht und optimiert werden können. 2. Wärmepumpenquartiere erneuerbar und netzdienlich betreiben: Es werden netzentlastende Betriebsstrategien mit hoher Nutzung lokaler erneuerbarer Energien entwickelt und die Hardware- und kommunikationstechnische Umsetzung der Betriebsführung erprobt. Dabei wird auch der Einfluss von Energieprognosen untersucht. 3.Transfer ins Handwerk: Das Handwerk stellt eine Schlüsselposition für die Transformation des Energieversorgungssystems im Gebäudebereich dar, für die ein umfangreiches Schulungskonzept erarbeitet wird.

Effiziente Wärmepumpenquartiere: Effizienter, erneuerbarer und netzdienlicher Betrieb von Wärmepumpenquartieren

Wärmepumpen (WP) sind eine Schlüsseltechnologie der Energiewende im Wärmebereich, da sie mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien betrieben werden können und zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die Umsetzung und der Betrieb von bis zu vier WP-Quartieren begleitet und die folgenden Ziele verfolgt. 1.Effizienz von Wärmepumpen steigern und sicherstellen: Mittels energetischem Monitoring werden Betriebsdaten in mehr als 100 Gebäuden erfasst, analysiert und bewertet. Darauf aufbauend ist eine kostengünstige Überführung des Betriebsmonitorings in die Praxis geplant, sodass auch WP außerhalb von Forschungsprojekten unkompliziert und nachhaltig überwacht und optimiert werden können. 2. Wärmepumpenquartiere erneuerbar und netzdienlich betreiben: Es werden netzentlastende Betriebsstrategien mit hoher Nutzung lokaler erneuerbarer Energien entwickelt und die Hardware- und kommunikationstechnische Umsetzung der Betriebsführung erprobt. Dabei wird auch der Einfluss von Energieprognosen untersucht. 3.Transfer ins Handwerk: Das Handwerk stellt eine Schlüsselposition für die Transformation des Energieversorgungssystems im Gebäudebereich dar, für die ein umfangreiches Schulungskonzept erarbeitet wird.

Datengetriebene Anlagenüberwachung und -auslegung zur Sicherung der ökologischen Effizienz im Betrieb, Teilvorhaben: Entwicklung datenbasierter Ansätzen zur Überwachung, Adaption und Auslegung pneumatischer Systeme

Der effiziente Umgang mit Ressourcen und Energie ist eine essenziele Größe zum Erreichen der global gesetzten Klimaschutzziele. Insbesondere für die pneumatische Antriebs- und Vakuumtechnik zeigt sich ein bedeutendes Einsparpotenzial von bis zu 60 % des Druckluftverbrauchs, welches jedoch aufgrund von fehlenden Auslegungs- und Überwachungsstrategien unausgeschöpft bleibt. Des Weiteren besteht in der Automatisierungsindustrie ein Bedarf nach einer transparenten Vorgehensweise zur ökologischen Bilanzierung, die trotz der enormen Wichtigkeit kaum durchgeführt wird. Vor diesem Hintergrund ist das zentrale Vorhabenziel die Energieeffizienzsteigerung und die damit einhergehende Reduktion der Umweltauswirkungen der Antriebs- und Vakuumtechnik. Hierfür wird eine Methodik entwickelt, die den energetischen Anlagenzustand überwacht sowie Degradation und Fehlerfälle erkennt und prädiziert. Die Methodik wird durch eine ganzheitliche Bilanzierung der Umweltauswirkungen auf Anlagenebene erweitert und durch die Einbeziehung weiterer Kriterien wie Auslastung oder Robustheit einer Lösung praktisch nutzbar gemacht. Somit wird die Anlage aus ökologischer Sicht von den ersten Schritten der Planungsphase über den Betrieb bis zur Außerbetriebnahme begleitet und so der systematische Einsatz von energieeffizienten Automatisierungslösungen erleichtert. Am ISYS werden datenbasierte Ansätze zur Überwachung, Adaption und Auslegung pneumatischer Systeme mithilfe maschineller Lernverfahren entwickelt. Für die Überwachung erfolgt eine Analyse der Detektierbarkeit von Fehlerfällen, um diese zuverlässig detektieren zu können. Ziel der Ansätze zur Adaption der Steuerung und Regelung ist die Erhöhung der Fehlertoleranz und Robustheit von Vakuum- und Antriebslösungen bei minimalem Energieverbrauch. Modelle sowie Betriebsdaten werden genutzt, um optimierte Auslegungen von Systemen und Anlagen zu erhalten. Die Ansätze werden an Demonstratoranlagen der Industrieprojektpartner experimentell validiert.

Vermeidung kritischer Schwingungen und Verbrennungspulsationen in Großraumwasserkesseln unter stark schwankenden Gasbeschaffenheiten und Wasserstoff, Teilvorhaben: Anlagenüberwachung mittels kombinierter optischer und piezoelektronischer Sensorik und Überwachung der Betriebsparameter

Kernthema des beantragten Projektes ist die Vermeidung kritischer Anlagenschwingungen und Reduzierung von Verbrennungspulsationen in thermischen Kraftwerken und Großraumwasserkesseln auf Basis einer zu entwickelnden Methodik, welche unter anderem auf Basis der Signale von UV-Flammenwächtern in der Lage ist, kritische Anlagenzustände zu detektieren. Dies soll insbesondere vor dem Hinblick geschehen, dass zukünftig deutlich höhere Mengen Wasserstoff im Erdgas zu erwarten sind, welche einen deutlichen Einfluss auf die Energiefreisetzung und das Pulsationsverhaltens der Flammen sowie die Effizienz von Kesselanlagen haben können. Durch eine optimierte Analyse von Betriebsparametern und zusätzlichen Daten zur Schwingungsmessung sollen zukünftig Pulsationen direkt bei Auftreten erkannt und ausgeregelt werden können, um den Komponentenschutz zu erhöhen, kritische Anlagenzustände zu vermeiden und einen optimierten Betrieb auch unter Erdgas-Wasserstoffmischungen und bei reinen Wasserstoffbrennern zu ermöglichen. Fokus der Arbeitsinhalte von DBI liegt auf der Integration von Flammenwächtern und Betriebsparametern in die zu entwickelnde Messmethodik, die Bewertung der Energiefreisetzung der Flammen und der Erprobung der entwickelten Methodik im Technikum und bei beteiligten Industriepartner. Außerdem obliegt DBI die Koordination aller beteiligter Unternehmen und Partnern und des Gesamt-Projektes.

Entwicklung einer umfassenden Methodik zur Integration von Flettnerrotoren auf verschiedenen Schiffstypen, Vorhaben: Entwicklung und Validierung neuer Flettnerrotor-Analysesysteme und -steuerungen (FlettnerControl)

Pyrolyse sekundärer landwirtschaftlicher Biomassen: Datenbank zu Pflanzenkohle-Eigenschaften und agronomische Bewertung, Pyrolyse sekundärer landwirtschaftlicher Biomassen: Datenbank zu Pflanzenkohle-Eigenschaften und agronomische Bewertung

Ziel des Projekt BC-LOOKUP ist die Erstellung einer umfangreichen Datenbank zu Eigenschaften von Pflanzenkohlen aus sekundären, landwirtschaftlichen Biomassen, die auch den Einfluss unterschiedlicher Pyrolysebedingungen und -technologien abbildet. Darauf aufbauend wird ein frei zugängliches online Klimafarming-Tool entwickelt, in dem Landwirt*innen auf Basis grundlegender Daten ihres Betriebes (bewirtschaftete Fläche, Kulturen, Anzahl Tiere) das Potential für die Herstellung von Pflanzenkohle berechnen können und Vorschläge erhalten, durch welche Maßnahmen (z.B. Feldhecken) die hierfür erforderliche Menge Biomasse erzeugt werden kann. Ferner werden die Daten für die Klima- bzw. Erdsystem-Modellierung und Forschung/Politikberatung bereitgestellt, um auf Basis von Biomassepotentialstudien den möglichen Beitrag von Pyrolyse zu nachhaltigem Ressourcenmanagement der Zukunft berechnen zu können.

Effiziente Wärmepumpenquartiere: Effizienter, erneuerbarer und netzdienlicher Betrieb von Wärmepumpenquartieren, Teilvorhaben: Entwicklung netzdienlicher Betriebsstrategien von Wärmepumpenquartieren

Wärmepumpen (WP) sind eine Schlüsseltechnologie der Energiewende im Wärmebereich, da sie mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien betrieben werden können und zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die Umsetzung und der Betrieb von bis zu vier WP-Quartieren begleitet und die folgenden Ziele verfolgt. 1.Effizienz von Wärmepumpen steigern und sicherstellen: Mittels energetischem Monitoring werden Betriebsdaten in mehr als 100 Gebäuden erfasst, analysiert und bewertet. Darauf aufbauend ist eine kostengünstige Überführung des Betriebsmonitorings in die Praxis geplant, sodass auch WP außerhalb von Forschungsprojekten unkompliziert und nachhaltig überwacht und optimiert werden können. 2. Wärmepumpenquartiere erneuerbar und netzdienlich betreiben: Es werden netzentlastende Betriebsstrategien mit hoher Nutzung lokaler erneuerbarer Energien entwickelt und die Hardware- und kommunikationstechnische Umsetzung der Betriebsführung erprobt. Dabei wird auch der Einfluss von Energieprognosen untersucht. 3.Transfer ins Handwerk: Das Handwerk stellt eine Schlüsselposition für die Transformation des Energieversorgungssystems im Gebäudebereich dar, für die ein umfangreiches Schulungskonzept erarbeitet wird.

Effiziente Wärmepumpenquartiere: Effizienter, erneuerbarer und netzdienlicher Betrieb von Wärmepumpenquartieren, Teilvorhaben: Optimierung von Betriebsstrategien für kalte Nahwärmenetze

Wärmepumpen (WP) sind eine Schlüsseltechnologie der Energiewende im Wärmebereich, da sie mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien betrieben werden können und zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die Umsetzung und der Betrieb von bis zu vier WP-Quartieren begleitet und die folgenden Ziele verfolgt. 1.Effizienz von Wärmepumpen steigern und sicherstellen: Mittels energetischem Monitoring werden Betriebsdaten in mehr als 100 Gebäuden erfasst, analysiert und bewertet. Darauf aufbauend ist eine kostengünstige Überführung des Betriebsmonitorings in die Praxis geplant, sodass auch WP außerhalb von Forschungsprojekten unkompliziert und nachhaltig überwacht und optimiert werden können. 2. Wärmepumpenquartiere erneuerbar und netzdienlich betreiben: Es werden netzentlastende Betriebsstrategien mit hoher Nutzung lokaler erneuerbarer Energien entwickelt und die Hardware- und kommunikationstechnische Umsetzung der Betriebsführung erprobt. Dabei wird auch der Einfluss von Energieprognosen untersucht. 3.Transfer ins Handwerk: Das Handwerk stellt eine Schlüsselposition für die Transformation des Energieversorgungssystems im Gebäudebereich dar, für die ein umfangreiches Schulungskonzept erarbeitet wird.

Kleintechnische Vergärungsversuchsanlage (KTVA)

Das Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft verfügt seit dem Jahr 2010 über eine 'Kleintechnische Vergärungsversuchsanlage' (KTVA) zur Durchführung langfristiger, anaerober Vergärungsversuche im kontinuierlichen Vergärungsverfahren. Hauptbestandteil ist ein Edelstahlreaktor (Vol. = 1.100 l), welcher beheizbar, durchmischbar und kontinuierlich beschickbar ist. Zusätzlich verfügt die KTVA über einen Vorlage- bzw. Hydrolysebehälter und einen Nachgärbehälter. Derzeit befindet sich die KTVA im Probebetrieb und wird zeitnah für orientierende Versuche genutzt. Mit Hilfe kontinuierlicher Messungen der Zusammensetzung des produzierten Biogases können die Vergärungsprozesse überwacht und optimiert werden.

Analyse und Optimierung der Produktionseffizienz und der Umweltwirkung in der österreichischen Rinderwirtschaft

1. Erfassung von Daten in Pilotbetrieben. Um Effizienzparameter ableiten zu können, werden in ausgewählten Betrieben Daten zu Körpermasse, Bemuskelung, Mobilisierung, Gesundheit und Fütterung erfasst. 2. Schätzung der Lebendmasse mit Hilfe des Körpermaßes Brustumfang und ev. anderer Körpermaße wie Bauchumfang und Kreuzhöhe sowie BCS. Aufbauend auf repräsentativen Futtermittelanalysen und wichtigen auf den Pilotbetrieben erarbeiteten tier- und futterbedingten Faktoren (Lebendmasse, Milchleistung, Alter, Laktationsstadium; NEL-Gehalt des Grundfutters, Kraftfutteraufnahme) wird die Futteraufnahme berechnet. 3. Ableitung der optimalen Lebendmasse zur Erzielung der höchsten Nährstoff-Effizienz. Aus einer Datenbasis von 10 Forschungs- und Universitätsinstituten Deutschlands, Österreichs und der Schweiz liegen sehr umfangreiche Daten zu Lebendmasse, Futter- und Nährstoffaufnahme sowie Milchleistung vor, bei unterschiedlichen Rassen (FV, BV, HF), Alter und Laktationsstadium sowie auch Fütterungsbedingungen. Aus diesen Daten lässt sich der Nährstoffaufwand pro kg Milch und in Abhängigkeit von der Lebendmasse unter Berücksichtigung von Rasse, Alter, Laktationsstadium und Fütterungsniveau ableiten. Auf Grund der Produktionsbedingungen in Österreich soll der Verwertung des Grundfutters besonderes Augenmerk geschenkt werden und auch die Effizienz pro (Grund)-Futterfläche berechnet werden. Darüber hinaus kann mit den Daten aus den Pilotbetrieben dieses Projektes die aktuelle Situation in Österreich bei Fleckvieh, Braunvieh und Holstein bewertet werden. Auf Basis des oben beschriebenen Datenmaterials werden mit Hilfe von Modellrechnungen über publizierte Regressionsgleichungen die Umweltwirkungen (CO2- und CH4-Emissionen) je Einzeltier kalkuliert. usw.

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