Die Ziele des Forschungsvorhabens sind es festzustellen, wie sich Vereisung auf Messgeraete und Windkraftanlagen auswirkt und geeignete Gegenmassnahmen zu entwickeln. Hierzu sind insbesondere folgende Fragen zu beantworten: - wie verhalten sich WKA und Messgeraete bei Vereisung, - mit welchen Messgeraeten kann Vereisung bzw. Eisansatz an WKA festgestellt werden, - welche Sicherheitsrisiken resultieren aus Eisansatz (z. B. Abschleudern von Eisstuecken, Schaeden an WKA bei veraenderter Geometrie der Fluegel, bei einseitiger mechanischer Belastung), - wie gross ist die Energieeinbusse durch gestoerten Betrieb bei Vereisung, - mit welchen Verbesserungen an WKA und Messgeraeten kann dem Problem der Vereisung begegnet werden (beheizte Anemometer, beheizte Rotorblaetter) , Beschichtung von Rotorblaettern , - welche meteorologischen und standortspezifischen Faktoren fuehren zu Vereisung, Erarbeitung von Vereisungskarten, - haben unterschiedliche Arten der Eisbildung unterschiedliche Wirkungen.
Anlagensicherheit, Vollzugsaufgaben für Betriebsbereiche die unter die Belange der 12. BImSchV (Störfall-Verordnung) fallen. Dies betrifft Betriebsbereiche mit Grund- und erweiterten Pflichten (untere und obere Klasse gem. Änderung der 12. BImSchV v. 9. Jan. 2017)
Ziel des Teilvorhabens 'Hochdrehzahl-Getriebe' im Rahmen des Verbundvorhabens Speed4E ist es, ein mehrgängiges Hochdrehzahl-Getriebe bestehend aus zwei Teilgetrieben (TG) I und II zu konzipieren, auszulegen, zu konstruieren und zu fertigen, um es dann so-wohl auf einem Speed4E-Prüfstand als auch in einem Speed4E-Fahrzeugdemonstrator zu erproben. Dabei sollen simulative und experimentelle Lösungen zu wichtigen Fragestellungen aus den Teilbereichen Getriebewirkungsgrad und NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) bei Drehzahlen oberhalb von 30.000 U/min beantwortet und die Vorteile der elektrischen Hochdrehzahl-Technologie (Reduzierung Motorvolumen, -Masse und -Kosten) öffentlichkeitswirksam im aufgebauten Demonstratorfahrzeug dargestellt werden. Die Besonderheit dieses Getriebe liegt darin, dass Eingangsdrehzahlen bis hin zu 50.000 U/min erprobt werden sollen. Dies ist nach jetzigem Stand des Wissens für eine Fahrzeuganwendung weder am Prüfstand noch in einem Fahrzeug erfolgt, wodurch sich dieses Vorhaben von allen bisherigen Ansätzen unterscheidet. Die zahlreichen Ziele, die im Laufe des Projekts erreicht werden sollen, sind im Wesentlichen: - Erhöhung der Reichweite mit elektrischer Traktion: Ein besonders effizientes Hochdrehzahl-Getriebe trägt zur Reichweitenerhöhung direkt bei. - Innovative Antriebskonfigurationen: Die angedachte, innovative Doppel-E-Architektur des Antriebsstrangs ermöglicht die Umsetzung und Erprobung neuartiger Betriebsstrategien, die nochmals zur Reichweitenerhöhung beitragen können. - Kompaktere Bauweise: Die Verwendung eines Planetengetriebes im TG I reduziert den erforderlichen Bauraum aufgrund der höheren Leistungsdichte von Planetengetrieben. - Senkung von Kosten und Umweltbelastung (z.B. durch geringeren Materialverbrauch): Die erhebliche Erhöhung der Drehzahl am Getriebeeingang verspricht eine weitere Verkleinerung der Aktivteile der E-Maschine und damit eine Kosteneinsparung, auch bei einem dadurch möglicherweise größeren Getriebe. Zugleich überwiegt aufgrund des Hochdrehzahl-Konzepts im gesamten Antriebssystem die Verwendung klassischer und damit umweltfreundlicherer Rohstoffe für Getriebe gegenüber teuren und seltenen E-Maschinen-Werkstoffen. - Erhöhung der Sicherheit, bspw. durch innovative Schutzkonzepte mit engem Bezug zu elektrifizierten Antriebssträngen: Die Betriebssicherheit des Fahrzeugs wird durch die Doppel-E-Antrieb-Architektur erhöht, da bei Ausfall einer EM, über das andere TG noch Leistung übertragen werden kann.
Reichweite, Schnelladefähigkeit, Lebensdauer und Kosten von aktuellen Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen decken sich derzeit nur teilweise mit den Anforderungen der Nutzer und stellen daher Hemmnisse für die Elektromobilität dar. Daher ist es wichtig, diese Anwendungseigenschaften deutlich zu verbessern und die Kosten weiter zu senken. Die genannten Eigenschaften lassen sich mit neuen sogenannten Hochenergie-(HE-)Materialien wie Silicium-Kohlenstoff-Kompositen in der Anode und Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Materialien (NMC), die besonders reich an Lithium sind, in der Kathode erreichen (vgl. Forschungsfeld Hochenergie- und Hochleistungsbatteriesysteme). Mit neuen Fertigungsprozessen, die auf energieintensive und somit teure Schritte verzichten oder den Herstellungsprozess wesentlich verkürzen, lassen sich die Produktionskosten stark senken. Hier setzt das Projekt HEMkoop an. Das Ziel ist es, eine Hochenergie-Batteriezelle zu entwickeln, in der alle Materialien und Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind. Durch verbesserte Rezepturen und Prozesstechnologien soll die Lebensdauer weiter gesteigert werden. Dabei kommen sogenannte Komposite zum Einsatz. Diese Verbundmaterialien sind Stoffe, die aus einem Matrix- und einem Füllstoffmaterial bestehen und im Verbund Eigenschaften besitzen, die sich von denen der Grundbestandteile wesentlich unterscheiden. Im Projekt soll ein Prozess zur Verarbeitung der Hochenergiematerialien zu Komposit-Partikeln sowie deren Verarbeitung zu Elektroden untersucht werden. Dabei sollen alle Schritte so konzipiert werden, dass sie sich später auch leicht im industriellen Maßstab einsetzen lassen. Durch die Komposit-Partikel können zwei Prozessschritte in der Elektrodenfertigung, die Dispergierung und die Beschichtung, zeitlich und örtlich voneinander getrennt werden. Dann können die Partikel - anders als zuvor - alterungsfrei aufbewahrt werden. Somit soll eine robuste und massentaugliche Produktion ermöglicht werden. Folglich kann eine völlig neue Prozesskette zur Elektrodenherstellung umgesetzt und demonstriert werden, die zu kürzeren Herstellzeiten und deutlich reduzierten Kosten führen soll. Die Projektpartner rechnen mit geringeren Investitionskosten, 60 Prozent weniger Energie- und 60 Prozent weniger Flächenbedarf. Die Technologie soll zudem für Polymerelektrolyte- und, nach geringen Anpassungen, auch für sogenannte Festkörper-Elektroden anwendbar sein. Sollten sich diese Technologien einmal durchsetzen, können in Zukunft große Änderungen in der Prozesstechnik vermieden werden.
90 % der Gebäude und Quartiere erreichen nach erfolgter Inbetriebnahme weder die geplante Funktionalität, noch die prognostizierte Effizienz. Ursächlich sind neben Baumängeln auch Fehler in der Programmierung der Steuerung. Diese sind sehr schwer zu identifizieren. Die Folgen erhöhter Energiekosten und unzureichender Funktionalität wirken über den gesamten Lebenszyklus der Automatisierung, das ursprünglich geplante Energiekonzept kann sein Potential nicht entfalten. MODI dient der Strukturierung von Steuerungen für gebäudetechnische Energiesysteme durch Betriebsmodi. Die in der Praxis verwendeten Beschreibungsmittel sind bildlich und algorithmisch nicht prozessierbar. Durch Verwendung eines mathematischen Beschreibungsmittels (Petri-Netze) wird die Steuerung bereits in einem frühen Planungsstadium programmiert und analysiert. Dies erlaubt die Optimierung der Steuerung, die Vorbereitung effektiver Inbetriebnahme- und Prüfprozeduren und eine präzise Dokumentation bereits in der Planungsphase. Bereits in der Inbetriebnahme lassen sich Mängel leichter identifizieren sowie Prozesse über die gesamte Betriebsdauer der Anlage transparenter darstellen und plausibilisieren. Die Steuerung kann standardisiert werden. MODI basiert auf kleinen, komponentenbezogenen partiellen Steuerungen, die mittels übergeordneten Modi zu der Gesamtsteuerung aggregiert und anhand der mathematischen Eigenschaften analysiert werden. Die Fehleranfälligkeit wird bei der Entwicklung bereits minimiert. MODI dient nicht nur der Verbesserung der Planungs- und Realisierungsprozesse, sondern auch dem Transfer höherer Regelungsmethoden (advanced control) in die Praxis. Höhere Betriebssicherheit und einfachere Plausibilisierung erzeugt die notwendige Nutzerakzeptanz. 1 Praxisanforderungen Planung und Realisierung von Gebäudeenergiesystemen; 2 Anforderungen an die Steuerungsstruktur; 3 Entwicklung der MODI-Methode (Petri-Netze);4 Dokumentierbarkeit; 5 Fallbeispiele; 6 Evaluierung.
Ziel des Vorhabens ist es, den bei ABB und S2M entwickelten magnetgelagerten Fanglagerpruefstand FLP 500 an die Hochschule Zittau/Goerlitz zu ueberfuehren und ihn nach Durchfuehrung von Funktionspruefungen und den erforderlichen Rekonstruktionen wieder in Betrieb zu setzen. Dabei sind die elektrischen, elektronischen und mechanischen Anlagenteile zu ueberpruefen und der Versuchsstand fuer zukuenftige Forschungsaufgaben vorzubereiten. Einzelzielsetzungen: ABB/HRB bis 1991; - Erarbeitung von Konzepten zur Regelung aktiver Magnetlager und zur Diagnose wichtiger Komponenten. Zwischenergebnisse: - Wiederinbetriebnahme und Funktionsnachweis im Drehzahlbereich 0 - 7200 U/min; - Realisierung einer modernen, rechnergestuetzten, automatischen Betriebsfuehrung; - Aufnahme von Kenngroessen und Kennfunktionen der Versuchsanlage; - Entwicklung und Verifikation dynamischer Modelle fuer magnetgelagerte Maschinen (Simulationswerkzeug MLDyn).
Die Ziele des Vorhabens sind die Gewährleistung der Betriebssicherheit von Wärmeübertragern als zentraler Komponente in geothermischen Anlagen, die Senkung der Total Costs of Ownership und die Spezifikation alternativer Werkstoffe. Wärmeübertrager (Wärmetauscher) gehören zu den essentiellen technischen Komponenten einer Geothermieanlage. Ihre Betriebssicherheit und Effizienz ist für einen wirtschaftlich erfolgreichen Anlagenbetrieb unverzichtbar. Obwohl für die Fertigung von Wärmeübertragern an sich hochwertige Werkstoffe auf der Basis von Titan und spezielle Elastomere als Dichtungsmaterial verwendet werden, wurden nach längerer Betriebsdauer in mehreren Geothermieanlagen in letzter Zeit teils gravierende Schäden an diesen Systemen festgestellt. Dabei wurden die eingesetzten Werkstoffe teilweise zerstört, sodass die Betriebssicherheit nicht mehr gegeben war. In einem ersten Schritt soll unter Verwendung Werkstoff-analytischer und physikochemischer Methoden sowie von speziellen Expositionstests vorgesehen untersucht werden, worauf die manifesten Schäden in der Praxis zurückzuführen sind und welche Einsatz- und Verarbeitungsbedingungen eine Schädigung auslösen bzw. begünstigen. Nachfolgend sollen Einsatzlimitierungen für die Praxis benannt und werkstoffseitige Alternativen aufgezeigt und getestet werden. Weitere Arbeiten dienen der Überführung in die Anwendungspraxis und Entwicklung geeigneter Überwachungsmaßnahmen.
Neben der wissenschaftlichen Begleitung der Inbetriebnahme der Anlage und der Optimierung der von A3 neu entwickelten Membranmodule bestand in diesem Forschungsvorhaben das Ziel, weitere allgemeine Erkenntnisse zu Bemessung und Betrieb von Membranbioreaktoren zu gewinnen. Die zweistraßig ausgeführte Bauweise der Anlage bietet dazu ideale Voraussetzungen. Durch den Einsatz einer aufwändigen Messtechnik, die in einer hohen Messdichte die Zulaufkonzentrationen und Ablaufkonzentrationen beider Straßen des MBR überwacht, war eine detaillierte Betrachtung des Anlagenverhaltens unter verschiedenen Betriebsbedingungen möglich. So konnten weitere Erkenntnisse zum Verhalten von MBR unter Stoßbelastungen oder anderen kritischen Betriebsbedingungen gesammelt werden, was den bisherigen Kenntnisstand zur bislang noch kontrovers diskutierten Problematik einer erforderlichen minimalen hydraulischen Aufenthaltszeit für solche Anlagen ergänzen konnte. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen befasste sich mit der Bedeutung der Schlammeigenschaften - hier insbesondere der Schlammfiltrierbarkeit - beim Betrieb eines MBR. Zunächst wurde ein neues Messverfahren entwickelt, mit dem zukünftig dieser Parameter schnell und zuverlässig vom Anlagenpersonal vor Ort gemessen werden kann. Dann erfolgte eine Validierung der Methode über einen Zeitraum von 2 Jahren, bei der saisonale Schwankungen und betriebliche Einflussgrößen auf die Schlammfiltrierbarkeit dokumentiert werden konnten. Zuletzt folgte eine Messreihe zur Verbesserung der Schlammeigenschaften mittels simultaner Polymerzugabe in den Belebtschlamm. Parallel zu den oben beschriebenen Untersuchungen wurden Messungen zum Rückhalt von endokrin wirksamen Stoffen und anderer Spurenstoffe in Anhängigkeit von den Prozessbedingungen der MBR-Anlage und im Vergleich zur konventionellen Verfahrenstechnik durchgeführt.