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Angepasstes Wald- und Feuermanagement im Klimawandel (Waldbrand-Klima-Resilienz), Teilvorhaben 1: Ausbildung, Austausch, Demonstrationsflächen und Bewusstseinsschärfung

Häufig auftretende, mitunter desaströse Waldbrände sind nicht mehr nur ein südeuropäisches Phänomen, sondern mittlerweile in Mitteleuropa und auch in Deutschland angekommen. Die heißen, trockenen Sommer, Sturmschäden und Käferbefall erhöhen die Vulnerabilität gegenüber Waldbrand. Daher ist eine Anpassung der Wälder an dieses neue Risiko ebenso in Deutschland akut und dringlich. Das Projektziel ist die Entwicklung von Handlungsempfehlungen für Waldbrandprävention und -bekämpfung. Beispielhaft werden Demonstrationsflächen, Waldbau- und Feuerwehrausbildungsmodule entwickelt, um damit Kompetenzen zu bilden und fachlichen Austausch am konkreten Objekt zu fördern. Darauf aufbauend werden der konzeptionelle Rahmen und die Schwerpunkte einer Waldbrandstrategie erarbeitet. Zielsetzungen des Projekts sind (1) international vorliegendes Wissen verständlich für die deutsche Praxis bereitzustellen; (2) Waldbewirtschaftung und Waldbrandbekämpfung für ein pro-aktives integriertes Waldbrandrisiko-Management zusammenzuführen (3) die Entwicklung eines Rahmens für die Ausgestaltung einer nationalen Waldbrandstrategie und (4) Erfahrungsaustausch zu organisieren und Trainingsmodule bereitzustellen. Auf diesem Wege wird vorhandenes Wissen zur Waldbrandprävention nicht nur in der Praxis verankert, sondern darüber hinaus auch das Risikobewusstsein aller Akteure wie auch das der Gesellschaft geschärft. Das Projekt trägt weiter dazu bei, Wirtschaftswälder widerstandsfähiger und resilienter gegenüber klimabedingten Störungen wie Waldbrand zu machen, es stärkt und erweitert bestehende Kompetenzen und liefert Input zu fundierter Entscheidungsfindung.

Angepasstes Wald- und Feuermanagement im Klimawandel (Waldbrand-Klima-Resilienz), Teilvorhaben 2: Informationsaustausch Forst/Feuerwehr und Integration in KoNeKKTiW Netzwerk

Häufig auftretende, mitunter desaströse Waldbrände sind nicht mehr nur ein südeuropäisches Phänomen, sondern mittlerweile in Mitteleuropa und auch in Deutschland angekommen. Die heißen, trockenen Sommer, Sturmschäden und Käferbefall erhöhen die Vulnerabilität gegenüber Waldbrand. Daher ist eine Anpassung der Wälder an dieses neue Risiko ebenso in Deutschland akut und dringlich. Das Projektziel ist die Entwicklung von Handlungsempfehlungen für Waldbrandprävention und -bekämpfung. Beispielhaft werden Demonstrationsflächen, Waldbau- und Feuerwehrausbildungsmodule entwickelt, um damit Kompetenzen zu bilden und fachlichen Austausch am konkreten Objekt zu fördern. Darauf aufbauend werden der konzeptionelle Rahmen und die Schwerpunkte einer Waldbrandstrategie erarbeitet. Zielsetzungen des Projekts sind (1) international vorliegendes Wissen verständlich für die deutsche Praxis bereitzustellen; (2) Waldbewirtschaftung und Waldbrandbekämpfung für ein pro-aktives integriertes Waldbrandrisiko-Management zusammenzuführen (3) die Entwicklung eines Rahmens für die Ausgestaltung einer nationalen Waldbrandstrategie und (4) Erfahrungsaustausch zu organisieren und Trainingsmodule bereitzustellen. Auf diesem Wege wird vorhandenes Wissen zur Waldbrandprävention nicht nur in der Praxis verankert, sondern darüber hinaus auch das Risikobewusstsein aller Akteure wie auch das der Gesellschaft geschärft. Das Projekt trägt weiter dazu bei, Wirtschaftswälder widerstandsfähiger und resilienter gegenüber klimabedingten Störungen wie Waldbrand zu machen, es stärkt und erweitert bestehende Kompetenzen und liefert Input zu fundierter Entscheidungsfindung.

Modifizierte Onsite Aluminierung von Stählen mit Randschichtglühmethoden und einem chromat- und halogenaktivatorfreien Slurry

Fuel Flexible, Air-regulated, Modular, Electrically Integrated SOFC System (FLAME-SOFC)

Objective: The overall objective of the FlameSOFC project is the development of an innovative SOFC-based micro-CHP system capable to operate with different fuels and fulfilling all technological and market requirements at a European level. The main focus concerning t he multi-fuel flexibility lies on different natural gas qualities and LPG, but also on liquid fuels (diesel like heating oil, industrial gas oil IGO and renewables like FAME). The target nominal net electrical output is 2 kWel (stack electrical output ca. 2,5 kW), which is expected to represent the future mainstream high volume mass market for micro-CHPs. An advanced planar, compact SOFC-stack will be developed and combined with an innovative, compact and robust fuel processor, which will be able to process many different fuels without catalytic components, thus enabling the potential for a long lifetime of greater than 30.000 h. A simple, highly integrated and reliable system design will result via the integration of advanced peripheral components like the advanced T hermal Partial Oxidation reformer (T-POX), the multi-purpose off-gas burner, the compact heat exchangers, the cool flame vaporizer and the soot trap. Advanced control strategies will assure an optimal integration in an electrical network environment. The o verall efficiency targets are greater than 35 percent net electrical efficiency and greater than 90 percent total CHP efficiency, which will result in 2 tons of annual CO2 reduction per unit (compared to the combination of a condensing boiler and European electricity mix). The SOFC fuel cell technology will be applied because it is less sensitive to impurities and variations in the fuel composition than other fuel cell systems and has a better cost reduction potential than other fuel cell types. The high temperature level of the SOFC tec hnology gives also a better integration potential in co- or tri-generation applications. The main target application is a micro CHP system for single or two-family residential homes with electrical grid connection.

Modellvorhaben 'Gruenflachsentholzung'

Das Modellvorhaben 'Gruenflachsentholzung' dient der Erprobung eines feldgaengigen mobilen Experimentalgeraetes zur Grobentholzung, der technischen Abstimmung dieser Technologie mit der Gesamtverfahrenskette (mit der Ausrichtung Hochtemperaturdampf druckaufschluss), der Erprobung in Feldeinsaetzen unter Beruecksichtigung anbautechnischer Fragen, sowie der Entwicklung eines Qualitaetssystems fuer Flachs. Das Ziel der Flachs-Erntetechnik liegt in einer Verbesserung der Oekonomie der gesamten Verfahrenskette durch eine kostenguenstigere feldgestuetzte Grobentholzung und durch eine Reduzierung der Ernterisiken. Zusaetzliche in der Kette benoetigte Elemente wie. z.B. Standroeste mittels Abflaemmen und Feinentholzung werden von anderen Institutionen parallel entwickelt. Neben dem technisch anspruchsvollen nasschemischen Aufschlussverfahren 'Hochtemperaturdampfdruck' mit der Zielsetzung hochwertige 'cottonisierte' Flachsfasern fuer den humantextilen Bereich, haben Wissenschaftliche Vorarbeiten gezeigt, dass je nach Verwendungszweck unterschiedlich aufbereitete vorentholzte Fasern vor allem im technischen Bereich mit jeweils hoechster Wertschoepfung erfolgversprechend eingesetzt werden koennen. Aufbauend auf den technischen Einsatzgebieten fuer Flachs in entsprechenden Produkten (z.B. flachsfaserverstaerkte Kunststoffe) soll das jeweilige technische Zusammenspiel von 'Entholzen auf dem Feld', 'Aufbereiten' und 'Fasergewinnung' (z.B. physikalischer Aufschluss) aufeinander angepasst sowie technologisch und oekonomisch optimiert werden. Gemaess der Marktentwicklung bzw. der Marktaussichten ist eine Weiterentwicklung bis zur Serienreife geplant. Es wurde ein Funktionsmuster eines Flachsvollernters gebaut und in Praxiseinsaetzen erprobt. Der in Modulbauweise konzipierte Vollernter kann den Flachs maehen, raufen bzw. aus dem Schwad aufnehmen (nachdem der Flachs nach Unterbrechung des Wachstums abgetrocknet ist), die Samen gewinnen und reinigen (Lagerung im Korntank), das Flachsstroh teilentholzen (=grobentholzen) und in Ballen verpressen. Je nach Bestand und logistischen Rahmenbedingungen ist ein Durchsatz von 10 to/h erreichbar. Ein Fasermanagement fuer den Industrieabgleich wurde entwickelt. Neue industrielle Faseranwendungsmoeglichkeiten fuer die kurze Flachs-Wirrfaser gemaess dem entwickelten Quaelitaetsraster wurden in Kooperation mit anderen Einrichtungen vorgestellt und mit Interessenten besprochen. Testprodukte wurden hergestellt.

Entwicklung von Gefährdungskarten zur Identifizierung von Waldbränden und zur Verbesserung des Waldbrand Managements in Mt. Kenya

Die anthropogen verursachten Vegetationsbrände in Mt. Kenya haben einen großen Verlust an Waldressourcen, Wildtieren und Leben verursacht. Die für die Bewirtschaftung der Wälder am Mt. Kenya zuständige Central Highlands Conservancy haben nur unzureichende technische Voraussetzungen im Feuermanagement um die Ausbreitung von großen Bränden zu verhindern. Das Projekt FIREMAPS unterstützt die Verantwortlichen in den Gemeinden und in der lokalen Regierung in der Vorsorge und Bekämpfung von Bränden durch die Erarbeitung von Waldbrandgefährdungskarten. FIREMAPS verfolgt die Ziele (i) Partizipative Einbindung unterschiedlicher Stakeholder bei der Identifizierung von Waldbrand gefährdeten Gebieten und den Ursachen von Waldbränden, (ii) Analyse der Zusammenhänge zwischen sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen, Wetterdaten, Vegetationszusammensetzung und Bränden. Aufgrund der interdisziplinären Herausforderung bei Waldbränden werden in FIREMAPS das wissenschaftliche Know-How und die lokalen Erfahrungen der Gemeinden am Mt. Kenya von unterschiedlichen Wissenschaftlern und der Praxis zusammengeführt. Durch die Zusammenarbeit der Universitäten (BOKU und Egerton) mit dem Kenya Forest Research Institute (KEFRI) und den lokalen Gemeinden wird es möglich, die Ergebnisse der Forschungsarbeiten praxisrelevant zu gestalten und den Wissenstransfer zu unterstützen. Die freiwilligen Feuerwehren und Gemeindeleiter werden die Empfehlungen für die Beobachtung und die Bekämpfung von Waldbränden auf Basis der erstellten Waldbrandgefährdungskarten umsetzen.

Entwicklung einer Sensorsteuerung zum Einsatz in der Abflammtechnik, Teilprojekt 1

Entwicklung einer Sensorsteuerung zum Einsatz in der Abflammtechnik, Teilprojekt 2

EFNCN: Prescribed Burning in Nature Conservation and Landscape Management

Investigation of the onset of acoustic instability in turbulent combustion systems

Combustion instability is a major problem in the design and development of the combustor. The key elements in the study of this phenomenon are a model for how the flame structure responds to acoustic oscillations, solutions for the acoustic quantities in the combustor for the given flame response and appropriate acoustic boundary conditions at the combustor inlets and exit. Available literature indicates either a system approach, wherein flame transfer functions are obtained experimentally, or with rudimentary flame dynamics models. A few other works have performed computational simulation of compressible flow, in order to predict dominant acoustic modes excited in the combustor. While the former approach is either empirical or rudimentary, the CFD approach is either lacking in details of the turbulent combustion process or is too expensive. Moreover, there have been no investigations on combustors under conditions that approach instability-like conditions, in order to investigate the onset of this phenomenon. The proposed work is based on a 'tunable' combustor geometry developed at IIT Madras, India, that can be made to excite oscillations over a range of frequencies from broadband, relatively low amplitude roar (resembling noise) to discrete, high-amplitude tones (resembling instability conditions). The goal of the present proposal is to identify the operating conditions that trigger the discrete high-amplitude tones in a more systematic manner than has been done so far, and to computationally simulate turbulent premixed and diffusion flames under these conditions using large eddy simulation at the Fachgebiet Energie- und Kraftwerkstechnik (EKT) of TU-Darmstadt, Germany. Detailed laser diagnostic measurements on instantaneous velocity field by PIV and temperature measurements by Rayleigh scattering would be performed at IIT Madras and TU Darmstadt respectively, in order to validate the LES simulations. One dimensional acoustic calculations will be combined with the LES results in order to predict the acoustic pressure field, and the acoustic field would be coupled to the LES code in a feedback loop. The proposed work is expected to enable a better understanding of acoustic instabilities induced by turbulent combustion in engines.

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