1. Vorhabensziel: Für den Feldeinsatz soll ein mobiler Partikelzähler für die Überprüfung von Trinkwasser entwickelt werden. Die Daten sollen per Funk übertragen werden können. Das Gerät soll mindestens 5 Tage im Akkubetrieb arbeiten können. Entwicklung und Aufbau des Partikelzählsystems und Probennehmers. Aufbau einer Sonderpumpe für Akkubetrieb, Aufbau des Probennehmers.
Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) hat die Kanzlei Becker Büttner Held (BBH) sowie die EM-Institut GmbH (Prof. Dr.-Ing. Matthias Wuschek) beauftragt, eine Analyse und vergleichende Bewertung der internationalen Regelungen zum Schutz der Allgemeinbevölkerung im gesamten Bereich der nichtionisierenden Strahlung zu erstellen. Zusätzlich wurde Prof. Dr.-Ing. Hans-Dieter Reidenbach als Unterauftragnehmer im Projekt tätig. Da aktuell eine vollständige Übersicht zu den jeweiligen länderspezifischen Regelungen in den Bereichen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder (EMF) sowie optischer Strahlung (OS) fehlt, war die Erstellung eines wissensbasierten internationalen Vergleichs der rechtlichen Regelungen zu erarbeiten. Dazu sollten die internationalen Regelungen zum Schutz der Allgemeinbevölkerung vor nichtionisierender Strahlung in 54 vom BfS vorgegebenen Ländern (alle europäischen Staaten sowie Russland, Indien, China, USA, Kanada, Japan, Australien und Neuseeland) vergleichend untersucht werden. Die Situation in der Bundesrepublik Deutschland war zusätzlich in die Untersuchung einzubeziehen.
Das Forschungsprojekt soll eine objektive, wissenschaftlich fundierte, und justitiable Bewertungsgrundlage für eine Funk-Verträglichkeitsanalyse zwischen dem Drehfunkfeuer in der Luftfahrt und Windenergieanlagen als statische und dynamische Objekte schaffen, die damit insbesondere eine derzeit nicht vorhandene belastbare Basis für Genehmigungs- und Planfeststellungsverfahren von Windparks liefert. Derzeit sind etwa 1800 MW Ausbauleistung in der Windkraft wegen solcher Verträglichkeitsbedenken blockiert. Einerseits beinhaltet dies die messtechnische Untersuchung in einer miniaturisierten Flugumgebung, in der überhaupt erst erforderliche messtechnische Untersuchungen in ihrer Parametervielfalt und Genauigkeit systematisch angestellt werden, insbesondere in Abhängigkeit unterschiedlicher Zustände, die ein Windpark bzgl. Drehgeschwindigkeit, Windrichtung, Synchronizität, Geländetopologie, etc. einnehmen kann. Technische Entwicklungsziele sind die Weiterentwicklung eines miniaturisierten Drehfunkfeuers, die Implementation genannter Windparkzustände in die skalierte Messumgebung sowie die Entwicklung der Messtechnik in der verkleinerten Flugumgebung. Mit der entwickelten skalierten Flugumgebung werden Hypothesentests für Messflüge in der 1:1 Umgebung erarbeitet. D.h. die tatsächliche Vorhersagefähigkeit des skalierten Messverfahrens soll mit diesen validiert werden, indem ausgewählte aussagekräftige Szenarien, z.B. worst-case Szenarien, in der 1:1 Umgebung vermessen werden. Die wesentlichen Arbeitsinhalte bzgl. der verkleinerten Flugumgebung sind: -Definition von Windparkzuständen mit meteorologischen Daten und Umsetzung in verkleinerter Umgebung -Entwicklung miniaturisiertes Drehfunkfeuer und entsprechender Messtechnik -Vermessung miniaturisierter Windparks und Ableiten des Störpotenzials -Ableiten von Hypothesentest aus der skalierten Flugumgebung -Durchführung von Validierungsmessungen in 1:1 Umgebung.
Das angestrebte Entwicklungsziel der ortsunabhängigen, voll autarken, minimal invasiven Mikromessvorrichtung - Sens-o-Spheres - zielt auf die Abbildung einer typischen Messvorrichtung in einer kleinen, etwas 5 mm großen Sphäre bestehend aus einem Messgrößenaufnehmer, einer Energieversorgung, einer Signalübertragung und der Kapselung für die Verwendung im biotechnologischen Prozess ab. Die Sphäre bewegt sich eigenständig innerhalb des Prozessvolumens und übermittelt die jeweils aufgezeichneten Prozessmessgrößen drahtlos an das Prozessleitsystem. Die entwickelte Sphäre soll als Technologieplattform dienen, die es ermöglichen soll, unterschiedliche Messgrößenaufnehmer wie z. B. für den pH-Wert oder die Gelöstsauerstoffkonzentration zu implementieren. In der 24-monatigen Machbarkeitsphase des Verbundvorhabens entsteht ein funktionsfähiger Demonstrator für eine Prozessmessgröße, wobei die Temperatur als relevante Prozessmessgröße exemplarisch geplant ist. Die Fraunhofer Gesellschaft ENAS übernimmt innerhalb des Konsortiums die Entwicklung der Antenne für die Signal- und Energieübertragung. AP 2: Pflichtenheft/Systemauslegung AP 3: Entwurf der System-Komponenten AP 4: Test Einzelkomponenten; Inbetriebnahme Demonstrator.
Ausgangspunkt des Projektes ist die reproduzierbare Feststellung, dass Primär-Radaranlagen der Flugsicherung (zivil und militärisch), der Luftverteidigung sowie Radare der Wetterbeobachtung durch Windenergieanlagen (WEA) in ihrer Funktion gestört werden können, woraus betriebliche Einschränkungen resultieren. Aus dieser bekannten Störwirkung beim Radar leiten Flugsicherungsorganisationen auch eine potentielle Beeinträchtigung von terrestrischen Navigationsanlagen (VOR) ab. Damit werden Genehmigungsverfahren von WEA zunehmend auf dem Klageweg entschieden, wobei die Gerichte eine wissensbasierte, wissenschaftlich-technische Herangehensweise vermissen. Ziel des Projektes ist es daher, diese messtechnische Basis zu schaffen und aufbauend auf metrologischen Erkenntnissen über die elektromagnetische Signalbeeinflussung vereinheitlichte, reproduzierbare Kriterien und Rahmenbedingungen im Planungsprozess von WEA zu schaffen, damit eine klare Unterscheidung zwischen erwarteter Störwirkung und störungsfreiem Betrieb vorhergesagt und juristisch belastbare Genehmigungen erteilt werden können. Aufbauend auf fliegenden und präzisionsnavigierten Messplattformen (Multikopter oder Großhubschrauber) sollen die Feldverteilungen mit einem neuen generischen Verfahren in der Nähe von WEA rückgeführt auf Sl gemessen werden. Anschließend dienen diese Ergebnisse inkl. der Messunsicherheit zur Validierung numerischer Simulationen, wobei differenzierte Schwierigkeitsgrade herangezogen werden. Ein Ringvergleich unter den Gutachtern anhand eines Benchmark-Katalogs soll die Qualität der Sachverständigengutachten im Planungsprozess von WEA erhöhen. Die Verwertung erfolgt im Rahmen des erweiterten Dienstleistungsportfolios der Flugvermessung durch die beiden industriellen Partner in Deutschland und Europa, aber auch durch Lehrtätigkeit an der Universität Hannover sowie weitere wissenschaftliche Arbeiten im Rahmen des arcass-Schwerpunktes im Fachbereich Hochfrequenz und Felder der PTB.
Die submetergenaue Positionierung von Forstmaschinen im Wald abseits von kartierten Waldfahrstraßen in Echtzeit ist derzeit mit satellitengestützten GNSS-Navigationssystemen (GPS, GLONASS und Galileo) nicht möglich. Die dafür erforderliche Genauigkeit kann im Wald aufgrund der erschwerten Einsatzbedingungen durch Strukturen und Rahmenbedingungen wie Bäume mit und ohne Belaubung, unregelmäßige Bodenzustände, Topographie und Witterungseinflüsse nicht erreicht werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die gängigen GNSS-Systeme (Global Navigation Satellite Systems) durchweg für Einsatzfälle mit ungestörter Ausbreitung der Funksignale entwickelt wurden. Aufbauend auf Erfahrungen aus früheren gemeinsamen Projekten wird eine Lösung mittels terrestrischer Funknavigation angestrebt. Ziel ist es, Maschinen, die mit entsprechenden Funksystemen ausgestattet sind, in ihren Bewegungen im Gelände genauestens nachverfolgen und dokumentieren zu können bzw. diese auf kartenmäßig hinterlegten Befahrungslinien steuern zu können. Über solch ein ausgereiftes Befahrungsmanagement können Holznutzungen im Wald optimiert geplant und umgesetzt werden. Dies steigert die Effizienz der Nutzung und somit den Ertrag aus dem Wald. Durch besitzüberschreitende und zusammengelegte Holzerntemaßnahmen in heute noch unrentabel erscheinenden Kleinstwaldflächen können zusätzliche Rohstoffmengen erschlossen und den Waldbesitzern durch Verortung der Erntemaschinen separierte Holzerntemengen berechnet und die erforderliche Vertrauensbasis garantiert werden. Diese Ressourcenmobilisierung im Wald soll nicht zu Lasten des Boden- und Umweltschutzes erfolgen. Festgelegte Befahrungslinien können exakt eingehalten werden. Jede Befahrung wird dokumentiert und kann durch Kontrollen nach Vorgabe der Wald-Zertifizierungssysteme überprüft werden. Somit wird ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung des Bodenschutzes geleistet. Dies entspricht der Intention einer schon seit Jahrhunderten auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Waldbewirtschaftung. Um eine praxistaugliche Problemlösung konsequent anzustreben wird das Projekt NURFUN als Gemeinschaftsprojekt von Partnern u.a. der Forstwirtschaft (ForstBW), Forstmaschinenbau (HSM), dem Ingenieurwesen für Funktechnik- und Logistik (NetworkIN GmbH - Projektleitung; NavLog GmbH) sowie der forstlichen Ressortforschung (FVA Baden-Württemberg) umgesetzt und durch das BMBF gefördert. Die Abteilung Waldnutzung der FVA, Ressortforschungsanstalt des Landes Baden-Württemberg, beschäftigt sich mit Fragen der umwelt- und bodenschonenden Ernte und Bereitstellung des nachwachsenden Rohstoffes Holz. Sie koordiniert und setzt die Technik- bzw. Waldversuche des Projekts um.
Das Ziel des beantragen Forschungsprojektes ist die Optimierung der Bewässerung im Freilandgemüsebau durch die Verwendung funkbasierter Systeme unter besonderer Berücksichtigung objektiver Kriterien, wie z.B. die Bodenfeuchte bzw. klimatische Wasserbilanzen, zur Steuerung der Bewässerung. Den Anbauern soll eine Technik zur Verfügung stehen, die es ihnen ermöglicht die Beregnungsanlagen zuverlässig zu bedienen ohne direkt vor Ort sein zu müssen. Durch die Einbindung objektiver Kriterien soll der Wasserverbrauch minimiert, eine Wasserversickerung und eine Nitratauswaschung verhindert werden. Zudem soll es dem Anwender möglich sein, die über die Bewässerungsanlage verbrauchten Wassermengen kulturspezifisch zu bilanzieren und einen Nachweis über den Wasserverbrauch zu führen. Die in dem bisherigen Forschungsprojekt 'Optimierung des Bewässerungsmanagements im Knoblauchsland durch Funksysteme' gewonnenen Erkenntnisse und entwickelten Komponenten sollen weiter angepasst, zur Marktreife entwickelt und unter Praxisbedingungen getestet werden. Am Ende des Forschungsprojektes soll damit nicht nur ein für das Knoblauchsland einsatzfähiges und marktfähiges, funkgesteuertes Bewässerungssystem sondern auch für andere Einsatzorte und Kulturen einsetzbares System vorhanden sein. Die Herstellungs-, Vertriebs- und Vermarktungswege sollen bis Ende des Projektes geklärt und festgelegt werden. Aufgaben reichen von der Koordinierung der Projektpartner bis hin zur Versuchsbetreuung und -auswertung.
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| Förderprogramm | 38 |
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