Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlagenuntersuchungen neuer HID- und SSL-Lichtquellen für kostengünstige energieeffiziente Autoscheinwerfersystemefersysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Philips Technologie GmbH, Business Center Automotive Aachen durchgeführt. Autoscheinwerfer mit HID- (High-Intensity Discharge) oder SSL- (Solid-State-Lighting) Lichtquellen sind deutlich energieeffizienter und leistungsfähiger als Halogenlampen, aber bislang nicht kostengünstig. Um dies zu ändern und die neuen Systeme breit durchzusetzen, sind technische Durchbrüche erforderlich, die dieses Forschungsvorhaben erreichen soll: Bei der HID-Lichtquelle sind dies bessere elektrische Eigenschaften, höhere Effizienz und längerer Lichterhalt; im Bereich SSL die Reduzierung von Energieaufnahme und Systemgewicht, Zuverlässigkeit in extremer Umgebung und Grundlagen modularer plattformbasierter Lösungen. Für HID-Lichtquelle werden neuartige Füllungen theoretisch und experimentell untersucht, die bisher wenig verstandenen Plasma-Elektroden-Effekte bei der Kommutation erforscht und optimiert, die Einflussfaktoren der Zündspannung systematisch untersucht (Ruhr-Universität Bochum), offene Grundsatzfragen der Lampenchemie und des optimalen thermischen Designs bearbeitet und die Ergebnisse in Form eines neuen HID-Brenners in einem angepassten Scheinwerfer demonstriert. Bei den SSL-Lichtquellen werden auf Basis der erarbeiteten Spezifikation Modulkonzepte erstellt und bewertet. Neben der LED-Lichtquelle müssen geeignete Halbleiterkomponenten, Packages und Aufbau- und Verbindungstechnik für einen stabilen Betrieb bei Temperaturen von -40 C - +150 C gewählt werden. Damit wird ein integriertes LED Modul aufgebaut, das die Möglichkeit des Betriebs bis 150 C aufzeigt.
Das Projekt "Clean Sky" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme durchgeführt. Die Clean Sky Joint Technology Initiative (JTI) ist ein innovatives Europäisches Programm mit dem Ziel, den Einfluss des Luftverkehrs auf die Umwelt massiv zu senken. Als privat-öffentliche Partnerschaft arbeiten insgesamt 86 industrielle und Forschungspartner an ambitionierten Zielen wie - Verringerung des Treibstoffverbrauchs, - Reduktion der Emissionen, - Ökologisches Design, Produktion und Wartung sowie - Schnellere Überleitung innovativer Technologien in den Markt. 'Clean Sky' ist in sechs Integrated Technology Demonstrators (ITD): Smart Fixed Wing Aircraft (SFWA), Green regional aircraft (GRA), ECO Design ITD (ED), Systems for green operation (SGO), Sustainable and Green Engines (SAGE) und Green Rotorcraft (GRC) unterteilt. Einige technologische Aspekte aus den Arbeiten in Clean Sky finden ihre Parallelen auch im Automobilbau, so z. B. Leichtbau und Structural health monitoring (SHM) aktive Strömungsbeeinflussung Drahtlostechnologie Optimierte Integration innovativer Technologien. CleanSky soll den Einfluss des Luftverkehrs auf die Umwelt radikal verbessern und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Europäischen Luftfahrtindustrie stärken und sichern. Die ITDs demonstrieren und validieren die technologischen Durchbrüche, die notwendig sind, um die vom ACARE (Advisory Council for Aeronautics Research in Europe) als die Europäische Technologieplattform für Aeronautics & Air Transport gesteckten Umweltziele zu erreichen. Zusammen mit Agusta Westland, Airbus, Alenia Aeronautica, Dassault Aviation, EADS-CASA, Eurocopter, Liebherr-Aerospace, Rolls-Royce, Saab AB, Safran und Thales ist die Fraunhofer Gesellschaft einer der Plattform-Leiter und Mitglied im 'Clean Sky' JTI Governing Board.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik durchgeführt. Bei der Installation von thermischen Solaranlagen sind insbesondere im Gebäudebestand die Aufstell- und Einbringmöglichkeiten für große Warmwasserspeicher häufig durch den bereits vorhandenen Baukörper beschränkt. Durch ein modulares Speicherkonzept können relativ einfach große Speichervolumina realisiert werden. Zusätzlich ist der Einsatz von Kunststoffen als Behältermaterial sowohl unter wirtschaftlichen Aspekten als auch im Hinblick auf die durch ein geringeres Gewicht bedingte Montagefreundlichkeit interessant. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es naheliegend größere Speichervolumina durch eine Reihen- und/oder Parallelschaltung mehrerer separater Speichermodule zu realisieren. Für die hydraulische Verschaltung der Einzelmodule mit bester Effizienz bei gleichem Aufwand für die Wärmedämmung wurde für die weitere Entwicklung eine Parallelschaltung ausgewählt /1/. Die hydraulische Verbindung der einzelnen Module kann über einfache Steckkupplungen realisiert werden. Für die Warmwasserbereitung sowie den Anschluss der Heizung und der Solaranlage dienen Standardkomponenten, die außerhalb des Speichers positioniert werden. Untersuchungen hinsichtlich der Größe von Warmwasser-Bereitschaftsvolumen und Pufferbereich für den Einsatz in Mehrfamilienhäusern zeigen, dass das Bereitschaftsvolumen nicht proportional mit der Anzahl der Wohneinheiten zunehmen muss. Allerdings ergeben Simulationsuntersuchungen, dass bei einer entsprechenden Anpassung der Temperatur des Bereitschaftsteils annähernd der gleiche solare Deckungsanteil erreicht wird, wie bei einer Anpassung des Volumens. Somit ist ein variables Bereitschaftsvolumen, das zu erhöhtem Fertigungs- und Installationsaufwand führen würde, nicht nötig. Für die Realisierung eines Speicherbehälters wurden Konstruktionsvarianten aus Kunststoff und Stahl sowohl hinsichtlich ihrer Machbarkeit als auch ihrer Wirtschaftlichkeit untersucht. Einzelmodule aus Stahl weisen den Vorteil auf, dass sie relativ kurzfristig hergestellt werden können. Für die Realisierung der ersten Feldtestanlagen wird daher ein modulares Speicherkonzept mit Behältern aus Stahl favorisiert. Gegenwärtig erfolgen abschließende Machbarkeitsuntersuchungen zur Realisierung eines Musterspeichers. Für ein Stahlkonzept mit vergleichsweise geringem Gewicht lässt eine durchgeführte Befragung eine gute Akzeptanz bei Heizungsbauern erwarten. Einzelmodule aus Kunststoff werden weiterhin als langfristige Lösung untersucht, da sie ins-besondere im Hinblick auf das Gewicht und damit die Montagefreundlichkeit deutliche Vorteile bieten. Hierzu sind umfangreiche Machbarkeitsprüfungen mit entsprechenden Herstellern durchgeführt worden und werden parallel zu Realisierung und Erprobung des Stahlkonzepts weiter vorangetrieben. Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Phasenwechselmaterialien unter den gegebenen Randbedingungen kein finanzieller Vorteil gegenüber Wasser als Speichermedium erwartet werden kann.
Das Projekt "BAMP: Bauen mit Papier" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Der vom LOEWE-Programm des Landes Hessen geförderte Schwerpunkt soll langfristig dazu beitragen, die Vorteile des Werkstoffes Papier für das Bauwesen systematisch zu erschließen und Voraussetzungen für ein neues Wirtschaftsfeld mit einem international sichtbaren Schwerpunkt in Hessen zu etablieren und an den beteiligten Universitäten und Hochschulen langfristig zu verankern. Papier als Baumaterial: Natürliche Materialien wie Holz oder Papier werden seit Jahrtausenden im Bauwesen eingesetzt und spielen auch im modernen Hochbau und Innenausbau eine wesentliche Rolle. Beispiele reichen hier von Schichtholzplatten über Gipsfaserplatten bis hin zu Laminaten. Die verfügbaren Produkte basieren im Wesentlichen auf Erfahrungen der Hersteller. Dabei bietet gerade Papier ein hervorragendes Potential für biobasierte Anwendungen im Baubereich. Es ist kostengünstig herstellbar, besteht überwiegend aus nachwachsendem Rohstoff, bietet bezogen auf das Eigengewicht sehr gute Festigkeitseigenschaften, kann als flächiges Material aber auch mit hoher Porosität bzw. sogar als Schaum produziert werden und ist verhältnismäßig einfach chemisch zu funktionalisieren. Zielsetzung: Ziel des beantragten Schwerpunktes ist es, wissenschaftliche und technische Grundlagen für die Nutzung von Papier in Bauanwendungen zu schaffen und neue Lösungsansätze zu entwickeln. Dazu sind die Materialeigenschaften von Papier auf die neuen Anforderungen hin anzupassen und weiter zu entwickeln (z. B. hohe Festigkeit, Wasserbeständigkeit), die Möglichkeiten zu einer individualisierbaren Formgebung mit Papiermaterialien sind zu erforschen (z. B. die Verarbeitung in Tiefziehprozessen) und Gestaltungsansätze für die Bauteil- und Bauwerksgestaltung sowie die Dimensionierung und Auslegung sind zu erarbeiten. Modellhaft sollen die Fertigung von Stab- und Flächenelementen auf Papierbasis entwickelt werden, was mit Hilfe von wissenschaftlich abgesicherten Methoden die Gestaltung neuer Bauwerke aus Papier werkstoff-, herstellungs- und nutzungsgerecht ermöglichen soll. Temporäre Bauwerke: Der Fokus des Schwerpunktes liegt dabei auf Bauwerken für temporäre Nutzung (so genannte 'fliegende Bauten'), die entsprechend der baurechtlichen Forderungen gegebenenfalls mit geringeren technischen Anforderungen versehen sind. Technologien und Systeme zur Herstellung solcher Bauwerke für Nutzungen, wie z. B. Übergangsbauten für gewerbliche Zwecke oder Schulen, Notunterkünfte oder einmalige Großveranstaltungen sowie für so genannte 'Microhomes' oder im Messebau, wurden bisher in Deutschland nur wenig entwickelt. Sie stellen aber ein größeres Potential dar, sowohl für Material, Konstruktion als auch den optimierten Einsatz von Ressourcen und Finanzmitteln, da gerade bei temporär genutzten Bauwerken die Verwendung nachhaltiger Materialien und effizienter Prozesse eine große Rolle spielt.
Das Projekt "ULA - Ultra Leicht Absorber" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von airwasol GmbH & Co. KG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Für eine umweltfreundliche und Zukunft sichere Energieversorgung können Solarluftkollektoren eingesetzt werden, welche eine effiziente Erzeugung von z.B. industrieller Prozesswärme zur Regenerierung von Sorptionsspeichern, die Trocknung von z.B. Industriebauteilen, Lacken, Agrarprodukten, Lebensmitteln oder Gärresten, die Beheizung von Industriehallen oder die Meerwasserentsalzung ermöglichen. Zurzeit werden hauptsächlich Flach-Solarluftkollektor eingesetzt, welche aufgrund ihres geringen thermischen Wirkungsgrades bei hohen Betriebstemperaturen größer als 100 Grad C oder bei sehr niedrigen Außentemperaturen mit geringer Sonneneinstrahlung keine oder nicht effiziente Energieversorgung dafür ermöglichen. Solarluftkollektoren mit Vakuumröhren können aufgrund ihres deutlich besseren thermischen Leistungsverhaltens hierfür eingesetzt werden. Die bis jetzt auf dem Markt verfügbaren Vakuumröhren-Solarluftkollektoren sind mit einseitig geschlossenen Vakuumröhren von Wasserkollektoren aufgebaut. Dadurch muss die Luft durch kleine Querschnitte und aufwendige interne Luftführungen geführt werden. Das dadurch entstehende Problem mit hohen Druckverlusten macht eine komplette Neukonstruktion bzw. -entwicklung notwendig. Auch soll eine gleichmäßigere Durchströmung der Röhren erreicht werden, damit ein idealer Wärmeübertrag zwischen Absorber und Luft stattfindet. Zielsetzung des Projektes ist diese Neuentwicklung einschließlich Produktionstechnik mit folgenden technischen Herausforderungen und Arbeitsschritten. Fazit: Alle Projektziele wurden erfolgreich erreicht. Durch die gute Projektzusammenarbeit zwischen den Projektpartnerkonnten neue sehr innovative Ideen schnell und effizient verwirklicht werden. Die ersten Kurzzeittests zeigen, dass schon die Prototypen, einzeln betrachtet, einen stabilen und effizienten Einsatz in Zukunft auch in anderen Produkten ermöglichen können.
Das Projekt "Increasing efficiency of wind power plants for the production of energy (WINGY-PRO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 1 Physik und Elektrotechnik durchgeführt. Objective: The aim of Wingy-Pro is to demonstrate the first ever large size transversal flux generator in an existing wind turbine. A determining factor for increasing the profitability of an offshore wind farm is the installation of wind turbines with a significantly high power capacity and low weight. Until now, the designs of large capacity turbines for offshore applications have been an up scaling of the existing smaller models. This has led to the construction of wind turbines with huge physical dimensions (e.g.: The E-112 has a hub height of 124 m and a rotor diameter of 114 m). Consequently, the weight of the turbines has increased considerably and the material-resistance of the blades, has been taken almost to its limits (rotor blades can reach a length of up to 61 m). These large dimension and weight have a negative influence on the economic efficiency of those offshore applications, because of the high costs for the foundation, transport and installation of the wind turbines. The objective of the project is to carry out the design and development of an improved generator technique through the transverse flux generator (TFG) with permanent magnets in the rotor. There are single-, two- or multi-phase machines, depending on the number of independent stator windings, which are mounted axially on the machine shaft. This technique has been known in the electro-field for years, but due to its strong vibrations and high noise emissions, it has been hardly used. Nowadays however, thanks to new and innovative manufacturing methods and to the development in modern micro-processing controls, the TFG can be used in practical applications.
Das Projekt "CRISP II - Counter Rotating Integrated Shrouded Propfan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Antriebstechnik, Abteilung Fan und Verdichter durchgeführt. Ziel des Projekt ist es, Triebwerke effizienter, umweltfreundlicher und leiser zu machen . Die Wissenschaftler setzen bei einem sogenannten Mantelstromtriebwerk an. Der Effektivitätssteigerung liegt ein einfaches physikalisches Prinzip zugrunde: Die Effektivität der Schuberzeugung steigt, wenn die Geschwindigkeit des Luftstrahls am Triebwerksaustritt reduziert wird. Gleichzeitig sinkt der sogenannte Strahllärm, da die chaotische Wirbelbildung am Strahlrand - eine Hauptquelle der Geräuscherzeugung am Triebwerk - abnimmt. Dieser Luftstrahl wird durch den Bläser (Fan) vorne am Triebwerk erzeugt. Im Projekt CRISP II wird der Fan durch zwei gegenläufige ummantelte Rotoren gebildet. Dieses technisch nie realisierte Konzept bietet die Chance, sowohl das Gewicht als auch vor allem den Außendurchmesser zu verringern. Die Herausforderungen beim modernen Triebwerkbau liegen vor allem in den schwer zu vereinbarenden Anforderungen, Triebwerke einerseits umweltfreundlicher (weniger Treibstoffverbrauch bedeutet auch weniger CO2-Emissionen), aber andererseits auch leiser zu bekommen. Studien zeigen, dass neuartige Triebwerke mit gegenläufigen Rotoren ohne Ummantelung am wenigsten Treibstoff verbrauchen würden. Durch die nicht vorhandene Ummantelung fehlt allerdings auch eine Lärmdämmung - das Triebwerk wäre deutlich lauter. Ziel der Forschung ist es, ein effizientes und leises Triebwerk zu entwerfen. CRISP II baut auf den Ergebnissen von CRISP I, einem Gemeinschaftsprojekt des DLR und des deutschen Triebwerksherstellers MTU auf. Von 1985 bis 2000 arbeiteten die Partner bereits an einem Triebwerk mit gegenläufigen Fans. Seit der Entwicklung und Konzipierung von CRISP I Ende der 1980er Jahre wurden große technologische Fortschritte insbesondere bei der detaillierten Strömungs- und Festigkeitsberechnung, der Lärmprognose, dem Leichtbau und in vielen anderen für den Triebwerkbau notwendigen Bereichen gemacht. In dem neuen Projekt soll unter anderem eine neue CFK-Bauweise (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) für die Fertigung der einzelnen Schaufeln der Rotoren verwendet werden. Dadurch hat man Gestaltungsraum für die Schaufeln, um ein effizienteres und leiseres Triebwerk zu entwerfen. CFK im Vergleich zu Titan sehr leicht und stärker belastbar.
Das Projekt "Breaking the Ice (BRICE) - Dynamische Untersuchungen von Offshore-Windenergieanlagen unter dem Einfluss von Meer-Eis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH durchgeführt. The overall goal of the project was to develop holistic numerical and experimental models that picture a realistic ice structure interaction of offshore wind turbines. One important aspect in this matter was the ice failure mode during the interaction with the structure. In the end an optimized substructure was to be designed for offshore wind turbines that are built in potentially ice covered waters. Within the project there were different tasks to be solved. First the ice conditions found in the Baltic Sea were to be analyzed in order to find the critical design ice loads. Land fast ice plays an important role in this matter. Secondly an ice model was to be implemented into existing software that pictures the entire offshore wind turbine. This tool was intended to make the design work easier for engineers. Finally a test set-up for experimental ice model tests was developed that pictures the dynamical ice structure interaction. All tasks were running in parallel while information exchange occurred whenever needed.
Das Projekt "E3E HP Kompressor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG durchgeführt. Ziele: Identifizierung der Steigerungsoptionen des Wirkungsgrades durch NBES bezüglich der Betrachtung des Gewichtsreduktionspotentiales in Bezugnahme auf das Kostenreduktionspotential. Unterstützung signifikanter Verbesserungen bezüglich der gesamten Triebwerkkosten, des Gewichtes, der Emission und SFC.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Untersuchungen zum 2D und 3D Umformen und Fügen von tiefwölbstrukturierten Blechen oder Lochblechen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Formgebende Fertigungstechnik, Professur für Umform- und Urformtechnik (IFF,LUT) durchgeführt. Durch das Strukturieren sollen folgende Pkt für den Einsatz der Struktur im Crashfall bzw. im Fußgängerschutz untersucht werden: - die derzeitigen Versteifungssysteme mit ihren Freischnitten sollen hinsichtlich von eingefügten für die o.g. genannten Fälle geprüft werden. Dazu ist es notwendig, entsprechende Fügeverfahren zu nutzen. - Es sollen unterschiedlich große Strukturen für den gleichen Einsatzfall untersucht werden. Die Strukturen sind an einem Bauteil zu realisieren. Damit sollen unterschiedliche Belastungen ermöglicht werden. - Es sollen variabel dick gewalzte Bleche mit gleicher Struktur bei gleichen Verstärkungsstrukturen eingesetzt werden; damit wird eine vergleichende Prüfung sichergestellt. - Die entspr. untersuchten Strukturen sollen in der Endfassung in einem einteiligen Blech dargestellt werden. Mit der Bearbeitung der Pkt. soll die Notwendigkeit f. den Unfallschutz d.h. die passive Sicherheit wesentl. bei einer optimierten Gewichtsbilanz verbessert werden. Voruntersuchungen sind durch Biegeproben am Institut durchführbar. Die späteren dynamischen Tests sind auf dafür vorgesehenen Prüfständen durchzuführen wie sie z.B. in der Automobil- oder den Projektpartnern zur Verfügung stehen. Das Vorhaben der Wölbstrukturierten Bauteile wird sich auf 2 Jahre beziehen. Weiter siehe Gesamtvorhabensbeschreibung Die Ergebnisse sollen mit Dr. Mirtsch GmbH Teltow und den Umformtechnischen Werken Stendal umgesetzt werden. Diese vorzugweise Crashbereiche in der Automobiltechnik zu sein.
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| Bund | 784 |
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| Förderprogramm | 784 |
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