Das Forschungsvorhaben untersucht die Praxistauglichkeit von Einzelraumregelsystemen für die Heizung, Lüftung und Beleuchtung bei ausgewählten Bundesbaumaßnahmen. Dabei sind Fragen hinsichtlich der Energieeffizienz, der Wirtschaftlichkeit und der Nutzerzufriedenheit zu beantworten. Im Ergebnis sind Empfehlungen für den praktischen Einsatz der Einzelraumregelung zu erwarten. Das Zusammenwirken zunehmend innovativer und komplexer Anlagen zur Heizung, Kühlung, Klimatisierung und Beleuchtung insbesondere von Nichtwohngebäuden unter Berücksichtigung eines von Betreibern und Nutzern gleichermaßen formulierten und ständig steigenden Anspruchs an den energieeffizienten Betrieb der Anlagen und des Gebäudes ist ohne den Einsatz von Raum- und Gebäudeautomationssystemen immer schwieriger zu leisten. Ein übergeordnetes Energie- und Lastmanagement zur Betriebsoptimierung unter den jeweils gegebenen spezifischen Nutzungsbedingungen erfordert darüber hinaus den Einsatz eines Energiemanagementsystems. Die Hersteller und Anbieter entsprechender Systeme propagieren signifikante Energieeinsparungen, die sich aber erfahrungsgemäß nicht in jedem Fall realisieren lassen. Darüber hinaus sind höhere Investitionskosten und ein Mehraufwand bei Inbetriebnahme und Unterhaltung zu berücksichtigen. Insgesamt gesehen bestehen uneinheitliche und bisweilen widersprüchliche Aussagen zum Energieeinsparpotenzial von Einzelraumregelsystemen. Aus Sicht des Investors ist dies ein höchst unbefriedigendes Ergebnis, müssen doch die zum Teil erheblich höheren Investitionskosten vorrangig (d. h. ungeachtet des Komfortgewinns) durch die energetischen Einsparungen gegenfinanziert werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll daher eine weitestgehend produkt- und technikneutrale Bewertung von Einzelraumregelsystemen in ausgewählten Bundesbauten erfolgen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es deshalb, - am Beispiel von typischen Anwendungen in Verwaltungsgebäuden praktische Erfahrungen aus dem Betrieb zu erheben, - den mit dem jeweiligen System erzielten Energieverbrauch im Hinblick auf mögliche weitere Einsparungen hin zu untersuchen, - Daten zur Betreiber- und Nutzerzufriedenheit zu erheben und zu bewerten, - die untersuchten Systeme hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten zu bewerten, - die untersuchten Systeme hinsichtlich der Praxistauglichkeit mit modernen innovativen Lösungen zu vergleichen, - eine Empfehlung für den Einsatz von Systemen der Raumautomation in Verwaltungsgebäuden zu erarbeiten, - Erkenntnisse über diese Systeme aus der Praxis zu erhalten.
Ziel des Verbundvorhabens ist es den Einsatz von Phasenwechselmaterialen (PCM) in unterschiedlichen Anwendungen im Gebäudebereich beispielhaft zu demonstrieren. Gerade im Gebäudesektor kommt Referenzobjekten und der Demonstration innovativer Gebäudetechnik ein hoher Stellenwert zu, um die Markteinführung energieeffizienter Technologien zu beschleunigen. In einem begleitenden Monitoring sollen wissenschaftlich belastbare Messdaten erhoben werden. Anhand der vorliegenden Daten erfolgen eine Querauswertung und eine Systembewertung. Die Ergebnisse werden über Symposien mit Projektpartnern sowie Planern, Architekten und Investoren kommuniziert und diskutiert. Die Teilvorhaben werden durch verschiedene Forschungseinrichtungen begleitet und von Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) koordiniert. Im LVM Münster wird eine neu entwickelte PCM-Hybriddecke erstmalig großflächig in Seminarräumen eingesetzt. Die speicherbare Wärmemenge ist so bemessen, dass die meiste Zeit keine zusätzliche Kältetechnik benötigt wird, um die Räume auf behaglichem Temperaturniveau zu halten. Die Regeneration des PCMs erfolgt nachts über Kühltürme und ein Geothermiefeld. Ziel dieses Projektes ist nun die Performance unter realen Nutzungsbedingungen in einem Gebäude sowie die optimalen Betriebsparameter zu ermitteln. Arbeitsgegenstand des Teilvorhabens ist die Planung und Umsetzung des Monitorings und Begleitung der Messungen sowie Erarbeitung und Umsetzung optimierter Regelungsstrategien.
Im Rahmen des Teilvorhabens wird die HS-OWL als unabhängiger Partner das Projekt in Systemfragestellungen des DC-Netzes begleiten. Neben der wissenschaftlich/technischen Projektkoordination wird die HS-OWL sowohl grundlegende Untersuchungen bezüglich des Aufbaus von DC-Netzen durchführen, als auch Geräte aufbauen, die am DC-Netz betrieben werden können. Außerdem sollen zwei neuartige Versorgungsmodule aufgebaut werden, mit denen das DC-Netz versorgt werden soll. Weiterhin wird soll ein Netzsimulator für die unabhängige Qualifizierung von Geräten aufgebaut werden. Die HS-OWL wird in AP1 und AP2 an einem Konzept für DC-Netze mitarbeiten, hierbei wird der Fokus auf den Bereich EMV und den Anschlussbedingungen von Geräten liegen. Insbesondere sollen verschiedene Versorgungskonzepte untersucht werden, da sich daraus unmittelbar Kriterien der EMV, wie beispielsweise Gleichtaktspannungen gegen Erdpotential, ableiten. Ziel ist die Minimierung von Filtern und die Vermeidung von Schirmung des DC-Netzes. Auf Basis dieser Erkenntnisse wird die HS-OWL in AP3.1 zwei Versorgungsmodule als Demonstratoren aufbauen. In dem ersten Versorgungsmodul soll ein ungesteuerter Gleichrichter in Kombination mit einer an der HS-OWL entwickelten Rückspeiseschaltung.
Ziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Leistungsdichte der Geräte zur Energieversorgung von Antrieben sowie die Steigerung der Energieeffizienz der gesamten Anlage und die Reduzierung von netzbedingten Produktionsausfallkosten. Der zur Zielerreichung geplante Wegfall von dezentraler AC/DC Wandlung in den Geräten führt zusätzlich zu einer Kostensenkung. Die Offenheit und die sichere, einfache, zentrale Bereitstellung des neuen DC-Netzes in der Anlage ermöglicht es jedem Leistungselektronikhersteller für den Maschinen- und Anlagenbau die Geräte kompakter, kostengünstiger und energieeffizienter zu gestalten. Durch Auftritte auf Messen, Seminare und Workshops partizipiert jedes interessierte Unternehmen an den Ergebnissen. So verbessert das Projekt die Wettbewerbsfähigkeit der Elektronikindustrie in Deutschland. Zentrales Element ist das zu entwickelnde offene DC-Versorgungsnetz 'DC-INDUSTRIE' innerhalb einer Produktionsanlage. Anhand zweier Anlagenapplikationen werden die Anforderungen an das DC-Netz erfasst und in einem umfassenden Systemkonzept umgesetzt. Das Systemkonzept bildet den Entwicklungsrahmen für die Überwindung der technologischen Hindernisse. In diesem Bereich fokussiert das IPA das Themenfeld des Netzmanagements. Aufbauend auf dem Systemkonzept entwickelt das IPA DC-Netzmodelle, die die Struktur und den Energieaustausch der einzelnen Komponenten wiedergeben. Auf dieser Basis werden Gestaltungsregeln und planungsunterstützende Werkzeuge konzipiert, entwickelt und prototypisch umgesetzt. Dabei sollen neben technischen Aspekten auch ökologische und wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Abschließend werden die Ergebnisse anhand realer Versuchsträger anwendungsnah evaluiert.
Ziel des Forschungsprojektes 'DC-INDUSTRIE' ist die bedarfsorientierte Verteilung von Energie innerhalb von Produktionsanlagen mit einem Höchstmaß an Energiewiederverwendung und einer Minimierung von Wandlungsverlusten. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, regenerative Energiequellen und Energiespeicher einfach und flexibel einzubinden. So wird die Energieeffizienz in der Produktion deutlich gesteigert und die Erschließung weiterer Potenzialfelder über die isolierte Optimierung von Einzelgeräten hinausgehend ermöglicht. Schwerpunkt der Verwertung der Projektergebnisse des hier dargestellten Teilvorhabens von Eaton ist die Weiterentwicklung und Optimierung der Schalt- und Schutzfunktion für DC Leistungsschalter im Industrieeinsatz. Dabei handelt es sich insbesondere um die Selektivität zwischen Einspeise- und Abgangsschalter sowie das Ausschaltverhalten bei kleinen Strömen, bei denen die übliche magnetische Beblasung des Schaltlichtbogens durch das Eigenmagnetfeld der Stromzuführung in herkömmlichen (Wechselspannungs-) Schaltgeräten nicht mehr ausreicht. Der Arbeitsplan von Eaton setzt den Schwerpunkt auf die Entwicklung der Gerätetechnik und ihre Evaluierung in Anwendungsszenarien. Im Arbeitspaket 1 geht es um die Analyse der Anforderungen, die im zweiten Paket in ein Konzept für die Anwendung umgesetzt wird. Schwerpunkte von Eaton sind hierbei das sichere Schalten aller möglichen Betriebs- und Fehlerströme sowie die Selektivität zwischen Einspeise- und Abgangsschalter. Im Arbeitspaket 3 werden die Alternativen zur Umsetzung des Konzepts ausgearbeitet, bewertet und ausgewählt, entwickelt und in Geräteprototypen umgesetzt. Sie werden schrittweise im Arbeitspaket 5 eingesetzt und getestet. Zum Abschluss des Projekts werden Schlussfolgerungen gezogen und Vorschläge für Harmonisierung erarbeitet.
Im industriellen Umfeld ist die dreiphasige Wechselspannungsversorgung (z.B. 400V, 50Hz) heute als Standard zu sehen. Durch den Trend hin zu energieeffizienten, drehzahlveränderlichen elektrischen Antrieben werden in Anlagen immer häufiger Frequenzumrichter eingesetzt, die über einen Gleichspannungs-Zwischenkreis verfügen. Diesen kann man eliminieren, wenn zukünftig eine zentrale Gleichspannungseinspeisung zur Verfügung steht. Das Gesamtziel des Vorhabens ist diese neue Gleichspannungsversorgungsstruktur zu realisieren. Bauer Gear Motor ist ein weltweit arbeitendes expandierendes Unternehmen mit fast 90-jähriger Erfahrung auf dem Gebiet der Getriebemotoren. Unser Unternehmen entwickelt und produziert Getriebemotorenlösungen mit und ohne motorangebautem Umrichter. Zur Erfüllung hoher Wirkungsgradanforderungen hat Bauer u.a. auch Synchronmaschinen entwickelt. Eine generelle Nutzung dieser effizienten Motorentechnologie setzt immer den Einsatz eines Umrichters voraus. Mit der Einführung einer zentralen Gleichspannungsversorgung besteht die Möglichkeit erstmals sehr kompakte Umrichter herzustellen und in den Getriebemotor zu integrieren. Dies ist eine Voraussetzung damit diese Technologie bei vielen Anwendungen einsetzbar wird. Hierzu ist die Kooperation mit Spezialisten der Leistungselektronik innerhalb des Verbundprojektes geplant. Wir verfolgen damit das Ziel, in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern, einen neuartigen mit Gleichspannung gespeisten Umrichter in den Getriebemotor als kompakte mechatronische Einheit zu integrieren. Damit steht eine wichtige Komponente zur Realisierung der im Verbundprojekt definierten Anwendungen (KHS und Daimler) zur Verfügung.
Hocheffiziente Systemlösungen mit elektrischen Antrieben setzen eine energetische Kopplung über ein DC-Netz voraus. Geräte mehrachsiger moderner modularer Antriebssysteme sind heute über einen DC-Zwischenkreis im Schaltschrank miteinander gekoppelt. Für modulare Maschinen sind Antriebslösungen mit DC-Zwischenkreis-Verteilung auf Basis dezentraler proprietärer Systeme kleiner Leistung erhältlich. Für größere Maschinenanlagen, Maschinenzellen, Maschinenverbünde sowie ganze Maschinenhallen mit größerer Gesamtantriebsleistung (größer als 0,1 MW) fehlen bisher DC-Netz-Energieverteilungslösungen. Das Verbundvorhaben DC-INDUSTRIE hat die Entwicklung einer DC-Netz-Technologie zum Ziel, die die Realisierung robuster, verteilter und interoperabler Anlagen ermöglicht. Dabei sollen alle wesentlichen Aspekte im gesamten Lebenszyklus eines DC-Netzes betrachtet werden. Dies umfasst zum einen benötigte Methoden und Werkzeuge für eine systematische Projektierung, robuste Systemauslegung bis hin zur Wartung, Support und Service und zum anderen die notwendige Gerätetechnik zum Aufbau von DC-Netzen (u.a. Versorgung, Umrichter, Schalt- und Schutztechnik). Bosch Rexroth trägt mit den Forschungsthemen 'Energiesteuerung' und 'DC-Netz-Direktkopplung von Batteriespeichern' zu diesem Verbundvorhaben bei. In AP1 sollen in Gesprächen mit Stakeholdern erfolgen und allgemeine Anforderungen an DC-Netze abgeleitet werden. Ein Abgleich mit technischen Vorgaben sowie DC-Technologien in alternativen Anwendungen erfolgt. In AP2 werden konkrete Anforderungen für Netzmanagement und Netzkommunikation sowie an die benötigte Gerätetechnik entwickelt. In AP3 und AP4 werden prototypisch eine Ladestromregelung zum Direktbetrieb einer Batteriespeichers am DC-Netz sowie eine Energiesteuerungslogik implementiert. AP5 dient zur Evaluierung und Überarbeitung der Entwicklungsergebnisse. In AP6 werden die Projektergebnisse einem breiteren Fachpublikum zur Verfügung gestellt.
SHerstellerunabhängige, bedarfsorientierte Verteilung von Energie in Produktionsanlagen (maximale Energiewiederverwendung, Minimierung der Wandlungsverluste) durch zentrale AC/DC-Wandlung. Der Prototyp eines auf die Verwendung der Mehrpunkt-Topologie hin optimierten Umrichters für die Versorgung des DC-Busses soll entworfen und aufgebaut werden. Das Regelkonzept wird so erweitert, dass es das speisende AC-Netz verbessern kann. Prototypen von DC-Messgeräten für einen Gleichstrom von 40 A, einer Eingangsspannung von bis zu 700 V und einer Abtastrate von 20 ms sollen aufgebaut werden (Genauigkeit besser als 5 %). Neue halbleiterbasierte DC-Schutzschalter werden entworfen und getestet. Mit der Systemsimulation sollen Vor- und Nachteile einzelner Systemtopologien und Parameter ermittelt und systematische Stabilitätsuntersuchungen vorgenommen werden, die andernfalls einen sehr hohen messtechnischen bzw. Geräteaufwand erfordern würden. Zur Erweiterung der verfügbaren DC-Messtechnik sollen Prototypen von Messgeräten für einen Gleichstrom von 40 A, einer Eingangsspannung von bis zu 700 V und einer Abtastrate von 20 ms aufgebaut und getestet werden. Die Genauigkeit der Spannungs- und Strommessung soll besser als 5 % vom Endwert betragen. Dabei sollen erstmals keine konventionellen Schaltgeräte mit Kontakten, sondern Halbleiter-Schaltgeräte zum Einsatz kommen, die vorzugsweise mit IGBT's oder MOSFET's auf Silizium Basis ausgestattet sind. Mit der virtuellen Untersuchung von DC-Netztopologien in einer Systemsimulation können Vor- und Nachteile einzelner Konfigurationen und Parameter ermittelt und Stabilitätsuntersuchungen vorgenommen werden, die andernfalls einen sehr hohen messtechnischen bzw. Geräteaufwand erfordern würde. Ziel der Teilaufgabe 'Systemsimulation' ist die systematische Untersuchung dieser Zusammenhänge in einem weit größerem Umfang, als dies mit experimentellen Studien in den geplanten Anwendungsszenarien möglich wäre.
Ziel des Forschungsprojektes 'DC-INDUSTRIE' ist die bedarfsorientierte Verteilung von Energie innerhalb von Produktionsanlagen mit einem Höchstmaß an Energiewiederverwendung und einer Minimierung von Wandlungsverlusten. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, regenerative Energiequellen und Energiespeicher einfach und flexibel einzubinden. So wird die Energieeffizienz in der Produktion deutlich gesteigert und die Erschließung weiterer Potenzialfelder über die isolierte Optimierung von Einzelgeräten hinausgehend ermöglicht. Die Firma Danfoss wird sich an den folgenden Themenfeldern beteiligen: - Analyse von Applikations- und Systemanforderungen Anforderungen an das Systemverhalten aus Applikationssicht aufnehmen. Hierbei geht es um die Spezifikation der grundlegenden Anforderungen an ein DC System und dessen Verhaltensweise in Betriebs- und Fehlersituationen - Gesamtkonzeption Topologie alternativen von DC-Netzen entwickeln und bewerten. EMV Konzept entwickeln, hierbei werden die für DC Systeme spezifischen potentiellen Quellen für EMV Störungen untersucht. Anforderungen an die Gerätetechnik definieren. Aus den Ergebnissen des gesamten Arbeitspakets werden die zusammengefasst und in Anforderungen an die Gerätetechnik umgesetzt. - Dezentrale Antriebe entwickeln und aufbauen Die Firma Danfoss wird im Rahmen des Arbeitspakets seinen Schwerpunkt auf die Motorintegration eines Wechselrichters legen. Auf Basis der vorhergehenden Teilaufgabe wird ein Wechselrichter für eine Motorintegration entwickelt, prototypisch aufgebaut und getestet. - Evaluierung in Anwendungszenarien Qualifikation der Einzelgeräte und Schaltschränke. Bewerten und Überarbeiten der Ergebnisse. wirtschaftliche und ökologische Bewertung der Anwendungsszenarien. - Finale Analyse, Schluss-Folgerungen und Transfer Fokus der Systemempfehlung unter Beachtung der Systemanforderungen verschiedener Applikationen.
Um bis zum Jahr 2050 ein treibhausgasneutrales Deutschland zu erreichen müssen auch Gebäude und Quartiere treibhausgasneutral gestaltet werden. Die Digitalisierung der Energieversorgung kann zu einer Optimierung der Energienutzung in Quartieren beitragen. Eine nachhaltige Energieversorgung erfordert eine Optimierung von Energiebereitstellung und Wärmedämmung unter Berücksichtigung der Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems einschließlich der dafür verwendeten Anlagen und Ressourcen. Aufbauend auf einer Studie zum THG-neutralen Gebäudebestand untersucht das Forschungsprojekt bestehende und in Entwicklung befindliche Techniken sowie deren Kombinationen hinsichtlich Effektivität, Kostensenkungspotenziale, Praktikabilität, Umweltwirkungen etc. und ihre Anwendbarkeit in Quartieren. Ihr Einsatz für eine nachhaltige Energieversorgung soll in geeigneten Szenarien analysiert werden. Der Einfluss nationaler rechtlicher Rahmenbedingungen soll im Hinblick auf diese Ziele untersucht werden. Ergebnis des Projektes ist eine Entscheidungshilfe für den nachhaltige Gestaltung der Energieversorgung in Quartieren und Handlungsempfehlungen für die entsprechende Orientierung staatlicher Instrumente. Die relevanten Facetten des Problems sollen in Fachworkshops diskutiert und die Ergebnisse im Rahmen einschlägiger Fachtagungen und durch Fachveröffentlichungen präsentiert werden.
| Origin | Count |
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| Bund | 159 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 159 |
| License | Count |
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| offen | 159 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 157 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 18 |
| Webseite | 141 |
| Topic | Count |
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| Boden | 133 |
| Lebewesen und Lebensräume | 49 |
| Luft | 49 |
| Mensch und Umwelt | 159 |
| Wasser | 35 |
| Weitere | 159 |