Flächenhafte Darstellung der Vorranggebiete für Forschung und Entwicklung im Rahmen des Landesentwicklungsplans Umwelt. Vorranggebiete für Forschung und Entwicklung (VF) dienen der Sicherung und Schaffung von Arbeitsplätzen auf dem Gebiet der Forschung und Entwicklung, die in Zusammenhang mit universitären Einrichtungen stehen. Es handelt sich um die Bereiche Universität des Saarlandes in Saarbrücken und die Universitätskliniken in Homburg.
Die Dekarbonisierung des Energiesystems ist eine große und komplexe Herausforderung. In Deutschland wird bis zum Jahr 2030 eine Vervierfachung der installierten Photovoltaik-Leistung auf 200 GWp angestrebt. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, alle verfügbaren Potenziale zu nutzen. Während weltweit bereits 2021 über 2,6 GWp schwimmende Solaranlagen mit einer Gesamtleistung von 2,6 GWp installiert waren und auch im benachbarten Ausland bereits großflächig Floating-PV-Anlagen installiert wurden, sind es in Deutschland nur wenige MWp. Das Potenzial allein auf künstlichen Seen wird hierzulande auf 44 GWp geschätzt. So gibt es in Deutschland nur wenig Erfahrung mit solchen Anlagen, was hohe Unsicherheiten bei Genehmigung und Betrieb mit sich bringt und die Umsetzung verzögert. Aus diesem Grund soll im beantragten Vorhaben ein vereinfachtes und weitestgehend automatisiertes Konzept zum Bau von Floating-PV-Anlagen entwickelt werden. Dabei werden auf einem See der Nivelsteiner Sandwerke und Sandsteinbrüche vorinstallierte PV-Modulsysteme eingesetzt. Weiter soll auf Basis eines intensiven Monitorings die Ertragsprognose verbessert werden, um eine zuverlässige Auslegung zu ermöglichen und optimale Leistungsprognosen im Energiepark Herzogenrath liefern zu können. Bislang wird ggü. konventionellen PV-Anlagen pauschal eine Ertragssteigerung von 4,5 % angesetzt, ohne die spezifischen mikroklimatischen Bedingungen zu berücksichtigen, die die See-Situation mit sich bringt. Grundlagen für eine effektive Fernwartung werden erarbeitet.
Erneuerbare Energien Anlagen (EE-Anlagen) werden perspektivisch die Energieerzeugung dominieren. Um bei zunehmend dezentraler Erzeugung, der Außerbetriebnahme fossiler Kraftwerke und flexiblem Systembetrieb eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen, müssen dezentrale Erzeugungsanlagen wie bspw. Windenergieanlagen (WEA) einen signifikanten Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes leisten. Insbesondere die Bereitstellung netzbildender Eigenschaften aus umrichterbasierten EE-Anlagen steht hierbei im Fokus der Forschung und Entwicklung. Das 8. Energieforschungsprogramm sieht die Entwicklung netzbildender Eigenschaften von Stromrichtern als wesentliche Voraussetzung auf dem Pfad in Richtung 100% erneuerbare Energien. Die im Dezember 2023 veröffentlichte 'Roadmap Systemstabilität' beschreibt netzbildende Eigenschaften von Umrichtern als Schlüsseltechnologie zum Erreichen dieser Ziele. Stand der Technik ist, dass kommerzielle Windenergieanlagen weltweit heute netzfolgende Eigenschaften haben. Die genannten netzbildenden Eigenschaften sind eine neue Technologie, die umfassende und tiefgreifende Anpassungen in der Windenergieanlage erfordert. Das Projekt BesGASa stellt sich der Herausforderung und will mit der Entwicklung von netzbildenden Eigenschaften durch WEA mit Vollumrichtern einen notwendigen Beitrag zur Beschleunigung der Energiewende leisten. Die netzbildenden Eigenschaften der WEA sind ferner die Voraussetzung für die Bereitstellung von weiteren Beiträgen zu Systemdienstleistungen wie Momentanreserve (Trägheit der lokalen Netzstabilität), Blindstromstützung, Kurzschlussstrom, Inselbetriebsfähigkeit und Schwarzstartfähigkeit. Quantitativ hängen netzbildende Eigenschaften nicht nur von den Umrichtern der WEA ab, sondern insbesondere auch vom primären Energiewandlungsprozess (Wind zu Elektrizität) und dessen Dynamik. Diese sollen im BesGASa-Projekt explizit für Windenergieanlagen mit Vollumrichter erarbeitet werden.
Die Dynamik der Feinsedimente stellt eine komplexe Komponente bei der ganzheitlichen Betrachtung von Fließgewässersystemen dar. Sowohl die reine Quantität der kohäsiven Sedimente wie auch ihre Qualität (Schadstoffbelastung) sind von Interesse. Fragestellungen wie Sedimentationsrisiken in strömungsberuhigten Bereichen oder die Erosionsstabilität von belasteten Sedimenten (z. B. HCB-Problematik im stauregulierten Oberrheinabschnitt) ziehen kostenintensive Maßnahmen nach sich. Sandanteile des Geschiebes und der Schwebstoffe stehen in einem dynamischen Austausch. Bei der Erfassung der jeweiligen Transportraten bestehen derzeit erhebliche Unsicherheiten, die kritisch zu bewerten sind, da der Sand einen Beitrag zur Sohlhöhenentwicklung der BWaStr liefert. Die Transportprozesse der Sandfraktionen sowie der kohäsiven Feinsedimente stellen innerhalb der Zuständigkeit der WSV bzw. der BfG im Hinblick auf Forschung und Entwicklung dringliche Aufgaben dar. Aufgrund der vielen und sehr unterschiedlich gearteten involvierten Teilprozesse gestaltet sich die Beschreibung der Feinsedimentdynamik auf der Mikro- wie der Makroskala komplex. Zur Erweiterung der Prozess- und Systemkenntnisse sowie für die Entwicklung von Szenarien und Prognosen für das Sedimentmanagement wird in der BfG eine numerische Modellierung auf verschiedenen Skalen aufgebaut.