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Smart Solar Geothermal Energy Grid Ruhr

Das Projekt "Smart Solar Geothermal Energy Grid Ruhr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen, Standort Gelsenkirchen, Westfälisches Energieinstitut durchgeführt. Ziel des Projekt GeoSmaGriR ist das flexible, dezentrale Einspeisen solarer und geothermischer Wärme in Wärmenetze unter Nutzung bestehender Versorgungs- und Netzstrukturen, wobei saisonal-bedingte Überschuss-Wärme in Grubengebäude des ehem. Steinkohlebergbaus eingespeichert werden soll. Für den dezentralen Bereich sind bidirektional anbindbare thermische Verbraucher-/ Erzeugersysteme vorgesehen, wie z.B. Gebäude mit Fernwärmeanschluss und Solarthermie. In diesem Wärmenetz ist eine verteilte Systemarchitektur erforderlich, in der sowohl Verbraucher als auch Erzeuger durch intelligente IoT-Middleware und kostengünstige Steuerungsmöglichkeiten mittels entsprechender Hardwarelösungen und einer cloud-basierten Software-Plattform verknüpft werden können. Westfälische Hochschule: Arbeitspaket 5: Dezentrale Low-Cost KMSR-Hardware = SDC Arbeitspaket 6: Sichere Kommunikation und Software. Arbeitspaket 9: Projektmanagement, Dissemination, Exploitation

Teilvorhaben: Aerosol Akademie e. V

Das Projekt "Teilvorhaben: Aerosol Akademie e. V" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aerosol Akademie e.V. durchgeführt. Die Arbeiten der Aerosol Akademie im Projekt umfassen einerseits die fortwährende Beobachtung und Analyse von Entwicklungen insbesondere im Bereich der kostengünstigen Messinstrumente für Partikel und Gase sowie die Prüfung einer möglichen Integration in laufende Projektarbeiten (Arbeitspaket 1), insbesondere die Intensivmesskampagnen. Andererseits entfällt ein wesentlicher Teil der Arbeiten im Projekt auf die Verwertung der Projektergebnisse (Arbeitspaket 5). Dies reicht von der kontinuierlichen Aufbereitung und Darstellung der Projektergebnisse in Fachkreisen und Öffentlichkeit über die Identifikation und Dokumentation neuer Vermarktungskonzepte bis hin zur 'horizontalen Vernetzung' mit Firmenvertretern, kommunalen Stakeholdern und interessierten Bürgern. Ein wichtiger Aspekt ist im Rahmen der Wissenschaftskommunikation auch die fachgerechte Aufbereitung der Ergebnisse für spezielle Stakeholder, z.B. aus Politik und Wissenschaft. Der Arbeitsplan der Akademie umfasst folgende Punkte: - Infrastruktur für Webauftritt und projektinterne Kommunikation - Laufende Markt- und Technologiebeobachtung - Öffentlichkeitsarbeit und Netzwerken - Vermarktung und - Anwenderbeirat.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Bionik-Innovations-Centrum Bremen durchgeführt. Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung einer innovativen Füge- und Befestigungstechnik nach biologischem Vorbild. Hierzu sollen adäquate biologische Prinzipien und Strategien analysiert und auf technische Anwendungen und Produkte insbesondere im Leichtbau übertragen werden. Der Fokus liegt auf Konstruktionen, deren Potenzial hinsichtlich Nachhaltigkeit und ressourcenschonender Bauweisen positiv eingeschätzt werden kann. Im Rahmend des beantragten Forschungsvorhabens wird zunächst ein Screening nach biologischen Vorbildern durchgeführt. Die identifizierten Verfahren werden mittels numerischer Modellbildung auf ihre Übertragbarkeit hin überprüft und bewertet. Positiv evaluierte Konzepte werden einer Prototypentwicklung zugeführt, an dessen Ende erneut eine Bewertung hinsichtlich der Machbarkeit, des Marktpotenzials und der Wirtschaftlichkeit steht. Alle Arbeitsschritte werden in engem Austausch der beiden Kooperationspartner durchgeführt. Positiv evaluierte Prototypen werden in den sich anschließenden Produktentwicklungsprozess einfließen, mit dem Ziel, die bionisch generierten Produkte im Bereich der Verbindungstechnik zeitnah im Markt zu platzieren.

ilvorhaben: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Das Projekt "ilvorhaben: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Telematik, Lehrstuhl für Pervasive Computing Systems durchgeführt. Dieses Teilvorhaben des Karlsruher Instituts für Technologie ist Teil des Verbundvorhabens 'Smart Air Quality Network (SmartAQnet)'. Es soll zeigen, wie Daten, die in dem Gesamtvorhaben mit Ultra-Low Cost Sensorik mit mobilen Geräten (Smartphones) gewonnen werden und die durch weitere Daten von existierenden oder noch zu schaffenden Messnetzen und Datenquellen ergänzt werden, in eine stadtklimatische Datenerfassung eingebracht werden können. Das Vorhaben ist in 5 Arbeitspakete aufgeteilt innerhalb derer das KIT TECO mit den anderen Partnern zu Themenblöcken zusammenarbeitet. Die Arbeitspakete sind nach verschiedenen Phasen einer datenorientierten Wertschöpfung orientiert. Im Zentrum der Datenerhebung steht die Erprobung innerhalb der Modellregion Augsburg (AP1). Hierzu werden in AP2 Basistechnologien erarbeitet, welche die Erfassung der Luftqualität in einer neuartigen mobilen und partizipativen Weise ermöglichen. Dies sind zum einen neue Geräte aber auch neuartige Nutzerschnittstellen für den Messprozess. Die mit Hilfe dieser Technologien gewonnenen Daten bekommen ihren Mehrwert durch die Datenaggregation mit vielfältigen Datenquellen und die darauf aufbauende Datenanalyse (AP3). Dieser Mehrwert soll durch neue Dienste und Anwendungen prototypisch gehoben werden (AP4).

Teilvorhaben: GRIMM Aerosol Technik Ainring GmbH

Das Projekt "Teilvorhaben: GRIMM Aerosol Technik Ainring GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Grimm Aerosol Technik GmbH & Co.KG durchgeführt. Anforderungsanalyse. Herausforderungen bei der Erarbeitung neuer Sensorik umfassen unter anderem niedrige Investitionskosten (um eine hohe Dichte zu erreichen), dabei aber - trotz der gegenüber bestehenden Systemen niedrigeren Präzision - das Erreichen einer hohen zeitlichen Auflösung und einer hohen Toleranz gegen Umgebungseinflüsse (Belastung, Temperatur, Druck und Feuchte). Weitere Aspekte wie Netzwerkfähigkeit und Smartphone-Anbindung (zur Einbindung in moderne Telematik Systeme oder Gebäudeüberwachungssysteme), Langzeitstabilität und Wartungsarmut müssen betrachtet und in ihrer Gesamtheit mit anderen Systemparametern (z.B. Algorithmen zur Kompensation geringerer Präzision) gegeneinander abgewogen werden. Dabei sind Methoden zu definieren, um eine einheitliche zeitliche Normierung (Zeitstempel) und zeitliche Auflösung aller Sensoren im Netz zu gewährleisten. Entwicklung/Herstellung von einsetzbaren, autonomen, kommunizierenden Scientific Scouts (Partikelmessgeräten) zum mobilen und stationären Einsatz (z.B. auf öffentlichen Nahverkehrsplattformen, Straßenbeleuchtung, etc.). Dies beinhaltet die Entwicklung von zwei unterschiedlicher Messgerätetypen, einerseits Messgeräte die primär Partikelmassen bestimmen (PM-Werte) und andererseits Partikelmessgeräte die Ihren Messfokus auf die Partikelanzahl und -größenverteilung legen um wichtige Informationen zur Ursachenanalyse der Belastung durch Feinstaub zu erhalten (Quellenidentifikation). Dabei ist es wichtig, dass die Systeme Selbstdiagnosetools erhalten, um z.B. Verschmutzungsgrade und damit verbundene Messwertdriften einschätzen und selbständig korrigieren zu können. Abhängig vom Messfokus beruht das Messprinzip auf einer optischen Summen- (Nephelometrie) und/oder Einzelpartikelanalyse (Optical Particle Counting). Optimalerweise sollte beides durch ein kostengünstiges Nephelometer abgedeckt werden.

Teilvorhaben: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)

Das Projekt "Teilvorhaben: Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) - Institut für Epidemiologie II durchgeführt. Das Gesamtvorhaben SmartAQnet integriert Daten unterschiedlicher Herkunft und Qualität zu einem dynamischen Luftqualitätsmessnetzwerk über die gesamte Fläche der Stadt Augsburg. Das Teilprojekt etabliert in Kooperation mit den Projektpartnern ein Messnetz mit Scientific Scouts und Ultra-Low-Cost Sensoren in Augsburg und begleitet die Messungen durch Qualitätssicherungsmaßnahmen. Umfangreiche Referenzmessungen incl. der Quantifizierung von Aerosolquellen sollen zeigen, dass die im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelten Sensoren und Messgeräte Luftqualitätsdaten mit hinreichender Genauigkeit und Aussagekraft liefern, um die hohe räumliche und zeitliche Auflösung von Luftschadstoffdaten im urbanen Gebiet in ausreichender Qualität zu charakterisieren. Flächendeckende und gleichzeitig geographisch stark aufgelöste Erfassung bzw. Abschätzung der Schadstoffbelastung wird zunehmend auch für epidemiologische Forschung erforderlich. Im Rahmen dieses Teilvorhabens soll ebenfalls abgeschätzt werden, inwieweit die gewonnenen Daten für epidemiologische Studien genutzt werden können. Ziele des Teilvorhabens sind im Einzelnen: (a) Validierung der im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelten Scientific Scouts in stationären und mobilen Messungen durch Einsatz von stationären Referenzmessgeräten und tragbaren Messgeräten sowie Anwendung von Methoden zur Quellenidentifikation und Quellenquantifizierung (b) Durchführung von Feldmessungen mit den entwickelten Scientific Scouts im stationären und mobilen Einsatz mit dem Ziel qualitätsgesicherte Daten für das SmartAQNet bereitzustellen (c) Durchführung von personenbezogenen Messungen (begleitend zur Messkampagne mit Scientific Scouts und Ultra-Low-Cost Sensoren) sowie Validierung und Qualitätssicherung der Daten (d) Abschätzung der Eignung der neu gewonnen Daten (Scientific Scouts, Ultra-Low-Cost Sensoren) für künftige epidemiologische Forschung.

Teilvorhaben: Viessmann

Das Projekt "Teilvorhaben: Viessmann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Viessmann Werke Allendorf GmbH durchgeführt. Der Projektantrag zielt auf die Entwicklung eines 5 kWel SOFC-KWK-Systems (Solid Oxide Fuel Cell Kraft-Wärme-Kopplung) für Hotels, Gewerbe und Mehrfamilienhäuser ab. Dabei sollen elektrische Wirkungsgrade von 60 % und eine Gesamteffizienz von 95 % inklusive Warmwasserproduktion und/oder Heizungsanwendungen erreicht werden. Das System soll mit Erdgas oder Biomethan betrieben werden und wird ausgelegt, aufgebaut und getestet, um geringe Beschaffungskosten (Capital Expenditure (CAPEX) kleiner als 2000 EUR/kWel), eine hohe Lebensdauer (80.000 h) sowie eine gute Teillastfähigkeit, inklusive der Möglichkeit einer stromgeführten Betriebsweise bei Jahresbetriebsstunden von größer als 6.000 h, zu erreichen. Abhängig vom Betriebsszenario ergeben sich CO2-Einsparpotentiale von 1.000-10.000 t/a. Die Realisierung einer 5 kWel SOFC-KWK-Anlage ist das Ergebnis von Arbeitspaketen (WPs), die gemeinsam von Partnern aus Deutschland und Österreich bearbeitet werden. Das Projekt wird in zwei Teile unterteilt, wobei ein Teil durch das PtJ und ein Teil durch die FFG gefördert wird. An den meisten Arbeitspaketen nehmen Partner aus Deutschland (IKTS, AVL Schrick, Viessmann) und Österreich (AVL, Plansee, BIOS, FB) teil. Systempartner sollen im ersten Schritt die bereits vorhandenen Ideen für ein 5 kW-System in detaillierte Spezifikationen überführen. Ausgehend von der Systemspezifikation werden die Anlagenkomponenten entsprechend der neuen Anforderungen optimiert und in zwei Hardware-Generationen erprobt. Parallel zu Systementwicklung und Erprobung werden die kosten- und wirkungsgradkritischen Komponenten wie Stack, Stack-Modul, Gebläse und Wärmeauskopplung entwickelt. Ausgehend von den Systemtests und Wirtschaftlichkeitsanalysen soll ein Pfad für die Markeinführung der 5kW SOFC-Geräte erarbeitet werden.

Teilvorhaben: Werkstoff-,Steck-und Modellentwicklung

Das Projekt "Teilvorhaben: Werkstoff-,Steck-und Modellentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Der Projektantrag zielt auf die Entwicklung eines 5 kWel SOFC-KWK-Systems (Solid Oxide Fuel Cell Kraft-Wärme-Kopplung) für Hotels, Gewerbe und Mehrfamilienhäuser ab. Dabei sollen elektrische Wirkungsgrade von 60 % und eine Gesamteffizienz von 95 % inklusive Warmwasserproduktion und/oder Heizungsanwendungen erreicht werden. Das System soll mit Erdgas oder Biomethan betrieben werden und wird ausgelegt, aufgebaut und getestet, um geringe Beschaffungskosten (Capital Expenditure (CAPEX) kleiner als 2000 EUR/kWel), eine hohe Lebensdauer (80.000 h) sowie eine gute Teillastfähigkeit, inklusive der Möglichkeit einer stromgeführten Betriebsweise bei Jahresbetriebsstunden von größer als 6.000 h, zu erreichen. Abhängig vom Betriebsszenario ergeben sich CO2-Einsparpotentiale von 1.000-10.000 t/a. Die Realisierung einer 5 kWel SOFC-KWK-Anlage ist das Ergebnis von Arbeitspaketen (WPs), die gemeinsam von Partnern aus Deutschland und Österreich bearbeitet werden. Das Projekt wird in zwei Teile unterteilt, wobei ein Teil durch das BMWi und ein Teil durch die FFG gefördert wird. An den meisten Arbeitspaketen nehmen Partner aus Deutschland (IKTS, AVL Schrick, Viessmann) und Österreich (AVL, Plansee, BIOS, FB) teil. Systempartner sollen im ersten Schritt die bereits vorhandenen Ideen für ein 5 kW-System in detaillierte Spezifikationen überführen. Ausgehend von der Systemspezifikation werden die Anlagenkomponenten entsprechend der neuen Anforderungen optimiert und in zwei Hardware-Generationen erprobt. Parallel zu Systementwicklung und Erprobung werden die kosten- und wirkungsgradkritischen Komponenten wie Stack, Stack-Modul, Gebläse und Wärmeauskopplung entwickelt. Ausgehend von den Systemtests und Wirtschaftlichkeitsanalysen soll ein Pfad für die Markteinführung der 5kW SOFC-Geräte erarbeitet werden.

Teilprojekt 1: Bautechnische und bauplanerische Entwicklung

Das Projekt "Teilprojekt 1: Bautechnische und bauplanerische Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig, Institut für Betonbau durchgeführt. Mit der schrittweisen Etablierung der C-Bauweise geht der Bedarf einer Generalüberholung des gesamten Planungsprozesses einher, der durch die unmittelbare Einbeziehung aller wichtigen Nutzerkreise nicht nur die Kundenbindung erhöht, sondern vor allem ein effizienteres Planen ermöglicht. Eine kundenorientierte und auf die Vorfertigung abgestimmte Planung mithilfe eines virtuellen Konfigurators hat Vorteile sowohl für den Nutzer, als auch für den Bauplaner sowie Architekten Erklärtes Ziel des Vorhabens des Instituts für Betonbau in diesem Vorhaben ist die Entwicklung einer Demonstrations-Version eines C3-Planungstools für die Darstellung einer systematischen Planung mithilfe eines Konfigurators, für die Echtzeit-Planung im virtuellen Raum (VR) sowie das integrierte Aufzeigen von Einsatzmöglichkeiten für ein schnelles und kostengünstiges Bauen. Angestrebt wird eine Verknüpfung vernetzter Planungsprozesse (vergleichbare Branchen dienen als Orientierungshilfe, z. B. Automobil- und Elektroindustrie) mit der Virtual Reality Technologie und die Anwendung für die C3-Bauweise. Es soll auf diese Weise für am Bauwesen beteiligte, z. B. Investoren, öffentliche Hand, möglich sein, Gebäude im virtuellen Raum in Echtzeit zu erleben und zu konfigurieren. Anschließend sollen die Planungsdaten schnittstellenfrei in die Fertigung fließen können. Insgesamt führt der Ansatz dazu, dass der Planungsprozess nutzungsorientierter wird, der Abstimmungsbedarf verringert und der Nachplanungsaufwand vermieden wird. Der gesamte Planungsprozess bis in die Fertigung hinein beschleunigt sich.

Teilvorhaben: Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Das Projekt "Teilvorhaben: Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU) durchgeführt. Dieses Teilvorhaben des Großforschungsbereichs des Karlsruher Instituts für Technologie ist Teil des Verbundvorhabens 'Smart Air Quality Network (SmartAQnet)'. Es soll zeigen, wie Wetter- und Lufthygienedaten, die in dem Gesamtvorhaben mit Ultra-Low Cost Sensorik mit mobilen Geräten (Smartphones) gewonnen werden und die durch weitere Daten von existierenden oder möglicherweise noch zu schaffenden, auch nicht-meteorologischen bzw. nicht-lufthygienischen Messnetzen ergänzt werden, in eine stadtklimatische Datenerfassung eingebracht werden können und so vor allem eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung von Luftqualitätsdaten erreicht werden kann, die mit bestehenden meteorologischen und luft-hygienischen Messnetzen nicht darstellbar ist. Der Wert des Gesamtdatensatzes soll durch Vergleich mit Simulationen mit einem numerischen Stadtklimamodell gezeigt werden, das auch Großstädte bis zu einer Skala von 10 m herunter auflösen kann. Es sollen zum einen über smartphone-gebundene Datenquellen hinausgehende weitere Datenquellen für das Smart Air Quality Network identifiziert und geprüft werden, ob sie für SmartAQnet brauchbar sind. Zum anderen soll der entstehende Gesamtdatensatz mit numerischen Simulationsrechnungen für das Stadtgebiet Augsburg mit dem BMBF-Stadtklimamodell, das einen Luftchemie-Teil enthalten wird, validiert werden. Zusätzliche Datenquellen können hier beispielsweise sein: - auf stationären städtischen Infrastrukturen montierte low-cost Sensoren (wie z.B. die in diesem Verbundvorhaben entwickelten Sensoren) - auf UAV montierte low-cost Sensoren - existierende Messsensoren an Gebäuden und anderen städtischen - Niederschlags- und Luftfeuchteinformationen aus der Abschwächung von Mobilfunksignalen.

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