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Entwicklung und Erprobung von Verhaltensweisen zur Energie- und Betriebskosteneinsparung in Mietgebaeuden

Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende, Teilvorhaben: AP1.4

Die Sicherheit und der kosteneffiziente Betrieb stehen bei Betreibern von Verdichteranlagen im Vordergrund. Maßnahmen wie die vorausschauende Instandhaltung (engl.: Predictive Maintenance) oder die zustandsorientierte Instandhaltung (engl.: Condition Based Maintenance) können helfen, durch Wartung der Maschinen zur richtigen Zeit, lange Stillstände ganzer Produktionsanlagen und die damit verbundenen Kosten zu vermeiden. Plötzlich eintretende Veränderungen an einem Verdichter wie z.B. der Anriss einer Schaufel, eine gelöste Leitschaufel oder der Eintrag fremder Teile in den Verdichter müssen erkannt werden, genauso wie langfristige Veränderungen z.B. Erosionsschäden oder Ablagerungen an der Beschaufelung. Besonders aussichtsreich dafür scheint die Überwachung von Schwingungen und Akustik der Maschine. Dies kann ohne Eingriff in den Prozess erfolgen und ist auch an bestehenden Anlagen möglich. Ziel des Projektes ist die Identifikation von Anomalien im Betrieb eines Radialverdichters und deren akustische Signaturen. Es wird eine Datenbank mit eben diesen Signaturen aufgebaut. Zuvor müssen die passende Messtechnik ausgewählt und eine geeignete Strategie für die Signalaufbereitung- und -analyse gefunden werden. Akustische Methoden werden in diesem Vorhaben als Methode eingesetzt und es ist das Ziel dieses für die online-Überwachung und Zustandsbeobachtung des Verdichters einzusetzen.

CTM-Elbe: Schadstofftransportmodellierung im Elbeästuar

Die Prognose der Schadstoffverdriftung infolge von Baggergutverbringung wird für die Genehmigung zukünftiger Umlagerungsmaßnahmen immer wichtiger, auch unter Berücksichtigung der Umsetzung der WRRL- und MSRL-Ziele. Deswegen muss die BAW die vorhandenen Prognosewerkzeuge (HN-Modellsysteme) für die neuen Anforderungen zukünftiger Begutachtungen erweitern. Aufgabenstellung und Ziel Nach dem erfolgten Ausbau der Fahrrinne der Unter- und Außenelbe (2019- 2022) wird seitens der Revierverantwortlichen (HPA und WSV) die bisherige Umlagerungspraxis im Rahmen des Sedimentmanagements angepasst. In der Tideelbe wird der Großteil des anfallenden Baggerguts aus dem Hamburger Bereich lokal im Westen Hamburgs umgelagert. Dieses Umlagerungskonzept führt zur Kreislaufbaggerei, Trübungserhöhung und zu erhöhten Unterhaltungskosten der Fahrrinne (Weilbeer et al. 2021) und wird seitens der Einvernehmensbehörden und Erlaubnisbeteiligten sowie der Öffentlichkeit zunehmend kritisch hinterfragt. Aufgrund der teilweisen Belastung der fluvialen Feinsedimente mit Schadstoffen stellen alternative Verbringstellen stromab derzeit schwer einschätzbare Auswirkungen auf Flora und Fauna dar (siehe u. a. Heise et al. 2007). Um ökologische Risiken für die angrenzenden Schutzgebiete im Ästuar und im Nationalpark Wattenmeer auszuschließen, wird auch die WSV in zunehmendem Maße gefordert, im Sinne einer Auswirkungsprognose für alternative Verbringstellen stromab Richtung Nordsee den Verbleib der Schadstoffe in einem höheren Detaillierungsgrad nachzuweisen. Zuverlässige Prognosewerkzeuge (u. a. numerische Modelle) sind für das langfristig nachhaltige Management von Ästuaren und Küstengewässern sowie für die Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels, z. B. durch eine mögliche verstärkte Resuspension belasteter Sedimente als Folge der Änderungen der Oberwasserzuflüsse, unerlässlich (Fitzsimons et al. 2011). Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, das Transportverhalten von partikulär gebundenen Schadstoffen durch Modellierungsansätze und Charakterisierung wesentlicher Prozesse zweckmäßig zu reproduzieren. Hinsichtlich der Schwebstoff- und Schadstoffdynamik werden elberelevante Schadstoffe (z. B. PCB, DDx, HCB, Hg, Cd, Cu, Zn) anhand von Messdaten und Laborexperimenten untersucht. Schlüsselprozesse, die die Adsorption und Desorption dieser Schadstoffe an Schwebstoffen im Ästuar steuern, sollen charakterisiert und in ein hydrodynamisches 3D-Modell integriert werden. Mithilfe dieser validierten Modellentwicklungen sollen Konzepte erarbeitet werden, um die Schadstoffproblematik im Sediment zu entschärfen. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Für die Auswirkungsprognose und Genehmigungsplanung zukünftiger Sedimentmanagementmaßnahmen werden Grundlagen hinsichtlich der Schadstoffausbreitung entsprechend dem Stand der Wissenschaft bereitgestellt. Angesichts der WRRL- und MSRL-Ziele (z. B. im Hinblick auf das Verschlechterungsverbot) können hierdurch quantitative Abschätzungen über die Verdriftung und Akkumulation von elberelevanten organischen und anorganischen Schadstoffen ermittelt werden. Auf Grundlage der Modellergebnisse können Konzepte zum Ästuarmanagement entwickelt werden, die die Unterhaltungsstrategien in der Tideelbe optimieren. Die Entwicklungen erfolgen im Austausch mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) und der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW), welche Laborversuche und messungsbasierte Untersuchungen oder Simulationen zu elberelevanten Schadstoffen durchführen.

H2Giga: Ready for Gigawatt, Teilvorhaben: Entwicklung und Skalierung poröser Elektroden für die Erzeugung von Wasserstoff in alkalischer Elektrolyse

2030 Szenario für Deutschland bei verzögertem Netzausbau

Ecofys hat im Auftrag der Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) untersucht, wie sich ein verzögerter Ausbau der Stromübertragungsnetze bei unterschiedlicher geografischer Verteilung Erneuerbarer Energien-Anlagen auswirkt. Wird das Netz nicht optimal ausgebaut, müssen regional mehr Speicher und flexible Kraftwerke eingesetzt, und Erneuerbare Energie Anlagen häufiger abgeregelt werden. Die dadurch verursachten Kosten sinken, wenn die Anlagen zur Nutzung erneuerbaren Energiequellen gleichmäßiger verteilt sind.

Dynamischer Separator zur Trennung von stroemenden Mehrphasengemischen

Die Separation (Phasentrennung) eines in einer horizontalen Rohrleitung (Pipeline) stroemenden zwei- oder mehrphasigen Gemisches erfolgt abhaengig von den entstehenden Stroemungsformen durch eine geeignete apparative Anordnung, Dimensionierung und Formung von Rohrabzweigungen. Die bisherige Praxis der mechanischen Trennung von Mehrphasengemischen benutzt ueberwiegend schwere voluminoese Behaelter mit umfangreichen Einbauten, die insbesondere bei hohen Druecken sehr kosten- und wartungsintensiv sind. Bei der neuen Entwicklung erfolgt die Phasentrennung waehrend der Foerderung des Gemisches in Rohren. Mehrphasige stroemende Gemische koennen nach der Trennung durch Anhebung des Druckes der separierten Komponenten weiter gefoerdert werden. Der befuerchtete Wasserschlag in einem stroemenden Gas-Fluessigkeitsgemisch kann durch zeitweiligen Entzug der leichteren Phase verhindert werden.

Wirtschaftliche Auswirkung von Umweltschutzmassnahmen auf Molkereibetriebskosten

a) Kalkulation der Auswirkung von Umweltschutzmassnahmen auf Molkereibetriebskosten. b) Modellkalkulationen zu jeweils bedeutsamen Umweltschutzmassnahmen. c) Die Kalkulation erfolgt fallweise nach Bedarf, z.Z. im Kontakt mit Arbeitsgruppen der Wirtschaft.

Die gepackte Saeule in der aeroben Abwasserreinigung

Zur Reinigung von Abwaessern mit hohen organischen Schadstoffkonzentrationen werden aerobe Hochlastreaktoren eingesetzt. Dabei wird die Leistungssteigerung mit unterschiedlichen Verfahrens- und Reaktortechniken erzielt. Alle Systeme haben gemeinsam, dass bei intensiver Durchmischung mit hoher Turbulenz durch Scherkraefte grosse Phasengrenzflaechen zwischen Substrat/Sauerstoff und Bakterien/Sauerstoff erzeugt werden. Dies verbessert sowohl den Sauerstofftransport als auch den Stoffuebergang. Nach diesen Prinzipien arbeitet auch der Umlaufreaktor mit gepackter Saeule, die aus speziell geformten Keramikteilen besteht. Modelluntersuchungen mit synthetischem Abwasser zeigen, dass dieser Reaktor die Abbauleistung bekannter Hochlastreaktoren erreicht, aber weniger Energie und keine beweglichen Teile benoetigt.

Studie ueber den technologischen Stand von Pyrolyse- und Hochtemperaturverbrennungsverfahren in USA, Europa und Japan

Ziel der Arbeit ist es, bestehende Pyrolyseanlagen im Hinblick auf technische Aspekte, Kosten, Wert der Rohstoffrueckgewinnung (monetaer und nicht monetaer) und Umweltbelastung zu untersuchen. Die Anlagen werden auf 100-150 Tagestonnen-Anlagen umgerechnet und danach einer Kosten-Nutzen-Analyse unterzogen. Abhaengig von lokalen Gegebenheiten wird die Gewichtung der Kriterien im Analysemodell vorgenommen. Das Ergebnis ist die Benennung einer oder mehrerer Verfahren, die die gestellten Anforderungen erfuellen. Die ausgewaehlten Verfahren werden dann noch einmal kritisch untersucht, um Auskunft ueber verfahrenstechnische Probleme zu erhalten.

Energietransport durch transparente und nichttransparente Aussenwandkonstruktionen unterschiedlichen Aufbaus

Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Fa Josef Gartner in 8883 Gundelfingen unter der Projektverantwortlichkeit von Dr Schulz und Dr Wieland durchgefuehrt. Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, den Wissensstand und die Erfahrungen ueber die Gestaltung einer 'energieoptimalen' Fassade zu vervollstaendigen. In diesem Zusammenhang wurde unter Freilandbedingungen die energetische Qualitaet von insgesamt 11 verschiedenen ausgefuehrten Fassaden in Landzeittests untersucht. Waehrend der Versuchszeit wurden in zwei Messzyklen, die sich jeweils ueber ein gesamtes Kalenderjahr (1985 und 1988) erstreckten, je fuenf Fassadentypen mit dem energetischen Verhalten einer sogenannten Standard- oder Referenzfassadenausfuehrung verglichen. Aus den in Versuchen und durch Simulationsrechnungen gewonnenen Erkenntnissen, die als ein Mass fuer die Betriebskosten eines Gebaeudes angesehen werden koennen, laesst sich fuer den jeweils spezifischen Einzelfall eine Beurteilung der Fassade aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht durchfuehren.

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