In jüngster Zeit wurde ein neuer Mechanismus zum Ozonabbau über besiedelten Gebieten in der wissenschaftlichen Gemeinschaft diskutiert, der vor einer zunehmenden Gefahr von niedrigem Ozon im Sommer in mittleren Breiten in der unteren Stratosphäre warnt. Der Ozonabbau soll durch erhöhte Mengen an Wasserdampf verursacht werden, die konvektiv in die Stratosphäre injiziert werden und zu durch Chlor bedingtem katalytischen Ozonverlust führen soll durch heterogene Reaktionen an binären Sulfat-Wasser-Aerosolen (H2SO4/H2O). Diese heterogenen Reaktionen werden durch erhöhte Mengen an Wasserdampf und niedrige Temperaturen beschleunigt. Vorausgesetzt, dass die Intensität und die Frequenz des konvektiv injizierten Wasserdampfes durch den anthropogenen Klimawandel in den nächsten Jahrzehnten ansteigen, ist mit einer Erhöhung der ultravioletten Strahlung (UV) auf der Erdoberfläche über besiedelten Gebieten zu rechnen. Die Details dieses neuen Ozonverlust-Mechanismus sind jedoch noch unklar, so dass eine genaue Quantifizierung des Ozonverlustes und seiner Sensitivität auf stratosphärischen Schwefel und Wasserdampf noch nicht möglich war. Ferner wurde im Rahmen von Climate-Engineering-Methoden, die Injektion von Sulfat-Aerosol in die Stratosphäre vorgeschlagen, um die globale Erderwärmung abzuschwächen. Dies könnte zusätzlich den Ozonabbau in der unteren Stratosphäre in mittleren Breiten verstärken. Motiviert durch diese Wissenslücken in unserem gegenwärtigen Verständnis von Ozonverlustprozessen in mittleren Breiten in der unter Stratosphäre, schlagen wir im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms 'Climate Engineering' ein Projekt vor, dass unter Bedingungen mit sowohl erhöhtem Wasserdampf als auch erhöhtem Sulfat-Aerosol den Ozonverlust analysiert. Unser Projekt basiert auf verschiedenen Simulationen mit dem drei-dimensionalen Chemie-Transport-Modell CLaMS mit dem Ziel die Details dieses neuen Ozonverlust-Mechanismus zu verstehen und zu quantifizieren. Ferner soll der mögliche Ozonverlustes unter Klima-Engineering-Bedingungen zuverlässig simulieren werden. Ein Algorithmus, der die Abhängigkeit des Ozonverlustes in mittleren Breiten von erhöhtem stratosphärischem Schwefel beschreibt, wird der Klima-Engineering-Community als Basis für weitere ökonomische Analysen zur Verfügung gestellt. Unsere Ergebnisse werden helfen zukünftige Entscheidungen über Klima-Engineering zu bewerten, um mögliche Risiken und Kosten für die Gesellschaft zu minimieren.
Bei der Geraeuschbeurteilung wird das psychoakustische Wissen um die Eigenschaften des menschlichen Gehoers beruecksichtigt. Dadurch ergeben sich effektive, kostenguenstige Loesungen bei Fragen des sound engineering und sound quality designs.
Der schnelle Fortschritt der elektronischen Geräte erhöht die Nachfrage nach verbesserten Li-Ionen Batterien. Kommerziell erhältliche Li-Zellen nutzen meist Lithiumkobaltoxid für die positive Elektrode. Doch gerade dieses Material ist ein Hindernis für eine weitere Optimierung, insbesondere für eine Kostensenkung. Vor allem für größere Anwendungen wie Hybrid- oder Elektrofahrzeuge müssen alternative Materialen erforscht werden, die billiger, sicherer und umweltverträglicher sind. Daher wird im ISEA derzeit ein neues Forschungsprojekt ins Leben gerufen und die dafür benötigte Infrastruktur geschaffen. Die Forschung wird sich auf die Untersuchung geeigneter Übergangsmetalloxide und Polyanionen konzentrieren, die besonders gut zur Einlagerung von Li-Ionen geeignet sind. Es werden neue Herstellungsverfahren unter Verwendung wässriger Precurser-Substanzen untersucht, die Verbindungen mit überlegenen Eigenschaften erzeugen und außerdem leicht an eine Massenproduktion angepasst werden können. Ziel der Arbeiten ist, preisgünstiges Elektrodenmaterial zu entwickeln, das eine spezifische Energie von über 200 Wh/kg und eine Leistungsdichte von 400 W/kg aufweist. Außerdem werden Arbeiten im Bereich der physikalisch-chemischen Charakterisierung der neuen Materialien stattfinden sowie elektrochemische Analysen der gesamten Zellen- und Batteriesysteme durchgeführt. Das elektrodynamische Verhalten der neuen Zellen wird u. a. mit Hilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie analysiert, um präzise und zuverlässige Algorithmen für ein späteres Batteriemonitoring im realen Betrieb zu finden.
Europe needs to triple the impact of its energy efficiency policies to achieve its 2020 targets set last year, according to a new study written by Ecofys and the Fraunhofer ISI. The study reveals that the potential exists to reach the 20 percent energy saving by 2020 goal cost-efficiently, cutting energy bills by € 78 billion for European consumers and businesses annually by 2020. However, current EU policy is delivering only one-third of the potential cost-effective savings measures. Increased energy savings will also warrant easier and less expensive achievement of a 20 percent share of renewables in the EU energy mix in 2020. The study was commissioned jointly by the European Climate Foundation (ECF) and the Regulatory Assistance Project (RAP).
Am 1. Mai 2014 trat eine neue Fassung der Energieeinsparverordnung in Kraft. Diese betrifft nicht nur den allgemeinen Wohnungsbau, sondern auch einen Großteil der Hochbauten der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV). Aus Gründen des Klimaschutzes und zur Schonung wertvoller Energiereserven müssen die Anstrengungen zur Senkung des Energiebedarfs und zum Einsatz erneuerbarer Energien im Gebäudebereich verstärkt werden. Hierbei kommt den Gebäuden des Bundes eine Vorbildfunktion zu, die sie meist - besonders im Bestand - noch nicht einnehmen. Dabei erweist sich eine energetische Sanierung nicht nur aus Gründen des Klimaschutzes als sinnvoll, sondern verschafft oftmals auch den in den Gebäuden arbeitenden Menschen mehr Behaglichkeit. Durch erhöhte Oberflächentemperaturen und mit einer besser geregelten Anlagentechnik lassen sich beispielsweise in den großen Hallen und Werkstätten der WSV Zuglufterscheinungen reduzieren. Ein auf solche Weise gesteigertes Behaglichkeitsgefühl hat vielfach sogar den Nebeneffekt, dass niedrigere Rauminnentemperaturen als angenehm empfunden werden, was wiederum der Energieeinsparung dient. Auch zum Werterhalt der Immobilie und zur Einsparung von Betriebskosten sind diese Sanierungsmaßnahmen äußerst wichtig. Im Rahmen der Gebäudeerhaltung sollte ein vorrangiges Ziel die Einführung eines Energiemanagementsystems sein.
Ziel: Schalldaemmende Wandelemente (wie Trennwaende und Raumteiler, ferner Kapselungen von lauten Maschinen, sowie Fensterelemente, bestehend aus Fenster, Tuer, Luefter, Rollkasten) mit einem preiswerten Schalldaemmwert, das heisst optimales dB/Preis-Verhaeltnis. Der Nachteil der handelsueblichen Elemente ist ihr hoher Preis, ferner keine Abstimmung zwischen den Teilelementen, so dass 'schwache' und 'starke' Elemente nebeneinander eingesetzt werden. Die Fahrerkabinen von LKW und Baumaschinen sind nicht ausreichend vom Motor und Getriebe schallisoliert. Vorliegende Ergebnisse: Preiswerter Schallschutz mit neuen Rolladen-Fenster-Elementen.
Das FuE Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, im Niedrigenergiehausbereich kostenguenstige und oekologische Holzrahmenbauteile darzustellen und weiterzuentwickeln, und die Optimierungsspielraeume in deren Vorfertigung zu untersuchen. Dies gilt insbesondere fuer die konstruktiven Bauteile Aussenwaende, Decken und Daecher und fuer die Detailausbildung der Bauteilanschluesse. Kriterien fuer die Konstruktion und die Baustoffauswahl sind die Nutzung regenerativer Baustoffe, Waermeschutz und Witterungsschutz, Brand- und Schallschutz, Waermebruecken und Winddichtigkeit der Bauteilanschluesse und Bauteiloeffnungen. Dies wurde in Form einer Uebersicht und eines Massnahmenkataloges ausgearbeitet. Ein wesentlicher Faktor stellt die Untersuchung der Kostenreduktion dar, die sich durch einzelne Rationalisierungsschritte, durch die Bauzeitverkuerzung bei unterschiedlichem Vorfertigungsgrad und durch eine sorgfaeltige, statisch optimierte Detailplanung und der damit verbundenen Materialersparnis ergeben. Fuer die Berechnung des tatsaechlichen Waermedurchgangs inhomogener Bauteilschichten, wie sie im Holzrahmenbau ueblich sind, wurde ein eigenes Programm ausgearbeitet.
Das Projekt Condition Monitoring 4.0 adressiert die Herausforderungen rund um die zunehmende Informationsvielfalt und -menge und dadurch wachsende Komplexität, sowie überproportional hohem manuellen Aufwand und somit aktuell sehr hohen Kosten im Condition Monitoring. Mit dem neuen Ansatz aus dem Bereich des Maschinellen Lernen wird eine genaue Erkennung und automatisierte Diagnose von Schäden ermöglicht, indem ein Metamodell die Ergebnisse vieler einzelner Modelle (Ensemble Learning) nutzt und Schäden klassifiziert. Im Vergleich zu vorhandenen Lösungsansätzen, wird sowohl die gesamte Anlage als auch die einzelnen Komponenten betrachtet und somit eine hohe Überwachungsbreite und - tiefe gewährleistet. Sogenanntes Active Learning und halbüberwachte Verfahren (aus dem Teilbereich Weak Supervision/Semi-Supervised Learning) nutzen zusätzlich die Muster aus noch nicht klassifizierten Schäden und punktuell das wertvolle Wissen der Fachexperten, um unbekannte Schadmuster zu klassifizieren. Dadurch wird das Condition Monitoring System kontinuierlich verbessert. Hierdurch entstehen folgende Mehrwerte: Die automatische und genaue Diagnose von Schäden, die Reduktion von Komplexität und Aufwand für den Experten, die Nutzung unbekannter Datenmuster und das Expertenwissen sowie eine hohe Überwachungsbreite und -tiefe. Dies ermöglicht eine echte Skalierung auf viele Anlagen. Stillstandzeiten und Kosten können somit deutlich reduziert werden. Darüber hinaus wird im Laufe des Projektes ein großer Referenzdatensatz veröffentlicht. Dies wird weitere Forschungen und Entwicklungen auf diesem Gebiet ermöglichen und somit insgesamt zu besseren Condition Monitoring Systemen führen und einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten.
Im Projekt 'Liebesbrief' soll eine innovative Verschaltungstechnologie für schmalste Solarzellen auf Basis lasergebondeter und geschweißter Metallfolie entwickelt werden. Die Technologie kommt zellseitig vollständig ohne Busbars aus, was eine erhebliche Silbereinsparung verspricht. Modulseitig ersetzt sie Klebstoff, Lot, Blei, Kupferbänder und Flusssäure und verspricht damit potentiell erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik hinsichtlich Kosteneinsparung und Umweltverträglichkeit. Weitere Vorteile sind die flexible und siliziumsparende Anordnung der Zellen sowie die sehr geringen Biegeradien. Das Teilvorhaben der InnoLas Solutions (ILS) konzentriert sich v. a. auf Konzeption, Aufbau und Erprobung einer Laser-Stringer-Anlage für eine automatisierte Pilotanlage. Des Weiteren soll eine Automationslösung zur Vereinzelung vom Hostwafer und das Handeln kleiner Zellen nach dem Zellteilungsprozess entwickelt werden. Hierzu erfolgt die Konzeption, Aufbau und Erprobung der Laser-Vereinzelungs-Automation.
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