Das übergeordnete Ziel in Animal-Futures ist die Entwicklung von Strategien, die die Komplexität der tierischen Produktionssysteme (animal production systems APS) in Bezug auf ihre sozio-ökonomische und ökologischen Einflussfaktoren berücksichtigen und auf Basis derer Aussagen und Handlungsoptionen über die zukünftige Nachhaltigkeit unterschiedlicher Produktionsformen gemacht werden können. Animal-Futures basiert auf der Entwicklung und Bewertung eines Kosten-Nutzen-Portfolios, welches auf den drei Säulen der Nachhaltigkeit beruht, in dem Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft als gleichrangig betrachtet und unterschiedliche räumliche und zeitlichen Skalen integriert werden. Ein Portfolio besteht aus einer Vielzahl wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Aspekte, welche die einzelnen Akteure, z.B. Produktionsbetriebe, bei der Nachhaltigkeitsbewertung als wichtig erachten. Die Nutzen beziehen sich auf ökonomische Parameter (Cashflow, Einkommen etc.), soziale Leistungen (Arbeitsplätze, Produktqualität und Sicherheit im Zusammenhang mit menschlicher Ernährung usw.) und ökologische Vorteile (Biodiversität und Ökosystemleistungen). Kosten umfassen negative Umweltauswirkungen (Treibhausgasemissionen), die Nutzung knapper natürlicher Ressourcen (Land, Wasser, Nährstoffe und Energie) und ethische Fragen im Zusammenhang mit dem Wohlergehen von Nutztieren sowie der Prosperität landwirtschaftlicher Betriebe. Die Arbeit in Animals Futures basiert auf drei Hypothesen: a) ökonomische, ökologische und soziale Vorteile und Kosten von APS sind nicht unabhängig voneinander, und dies führt zu trade-offs und Synergien zwischen Nutzen und Kosten in verschiedenen APS in Europa, b) sozioökonomische und ökologische Rahmenbedingungen prägen das Nutzen-Kosten-Portfolio von APS. Die Verschiedenheit regionsspezifischer Portfolios unterstreicht die Bedeutung regional ausgerichteter Nachhaltigkeitspfade; und c): die Einbettung und Vernetzung verschiedener räumlicher Skalen spielt eine wichtige Rolle bei Nutzen und Kosten z.B. Bauernhof, Region, Nationalstaat, Europa sowie zwischen diesen Skalen. Die Berücksichtigung der Skaleninteraktionen ist notwendig um die mehrdimensionalen Konsequenzen von verschiedenen Innovationen/Strategien abzubilden. Eine Innovation könnte beispielsweise auf einem bestimmten Niveau (z. B. der Farm) greifen, allerdings auf einer höheren räumlichen Ebene aufgrund von Auslagerungseffekten wirkungslos bleiben. Mit Hilfe der Portfolios können Leistungsvergleiche zwischen APS in Europa gemacht werden. (Text gekürzt)
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die DWA erhebt zur Beschreibung der Reinigungsleistung und der Ablaufqualitäten bundesweit bereits seit 28 Jahren die wichtigsten Betriebsdaten von mehr als 6.000 kommunalen Kläranlagen. Ergänzt wurde die Datenerhebung in den letzten 10 Jahren um den Stromverbrauch und in einigen DWA-Landesverbänden auch um die Stromerzeugung. Die erhobenen Daten werden von der DWA AG BIZ-1.1 jährlich ausgewertet und mit wechselnden Themenschwerpunkten im sogenannten 'Leistungsvergleich kommunaler Kläranlagen' veröffentlicht. Im Mittelpunkt standen bislang hauptsächlich Fragestellungen zur Reinigungsleistung und der Nährstoffelimination. Bisher geben die Betreiber die im Rahmen der Eigenüberwachung der Länder erhobenen Daten für den Leistungsnachweis bei den Lehrern Ihrer Nachbarschaft ab und erhalten hierfür zwar eine Auswertung der Gesamtbranche bzw. innerhalb der Nachbarschaftsgrenzen, jedoch werden die Daten nur unzureichend für eigene Betriebsoptimierungen genutzt. Insbesondere auf kleinen und mittleren Kläranlagen finden erfahrungsgemäß keine jahresübergreifenden Betrachtungen statt, so dass langfristige Veränderungen im Betriebsverhalten und der Energieeffizienz der Anlagen häufig nicht erkannt werden. Durch die Implementierung der cloudbasierten Software DWA Betrieb sollen Kläranlagenbetreiber durch die Eingabe der Daten einen Mehrwert in Form von eines Umweltberichts, Energieberichts und Energiechecks nach DWA-A 216 erhalten, um hier eine auf ihre Anlage zugeschnittene aktuelle Positionsbestimmung und Auswertung zu erhalten. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die Datenerhebung des jährlich durchgeführten Leistungsnachweise in den Kläranlagen-Nachbarschaften ist entsprechend den Vorgaben des im DWA-A 216 beschriebenen Energiechecks zu erweitern sowie eine jahresübergreifende Darstellung der Ergebnisse in einem kläranlagenbezogenen Bericht anzufertigen und die Prozesse der Datenabgabe entsprechend zu ändern. Es ist eine cloudbasierte Software zu entwickeln, welche die Daten nicht nur kontinuierliche sammelt, sondern auch auswertet und automatische Berichte erzeugt und auf die Bedürfnisse der Branche abgestimmt ist. Hierfür wurde die Methode der agilen Softwareentwicklung Scrum angewendet.
Entscheidend für den Erfolg von mobilen Energiespeichern sind deren volumetrische und gravimetrische Energiedichte. Zu deren Erhöhung werden einerseits hochkapazitive Aktivmaterialien entwickelt, andererseits können deutliche Steigerungen durch hohe Aktivmaterialanteile und Massenbeladungen erzielt werden. Den entscheidenden Einfluss auf die resultierende volumetrische Energiedichte hat der Prozess der Verdichtung: die Kalandrierung. Neben der signifikanten Verringerung des Schichtvolumens führt die Verdichtung zur deutlichen Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit von Beschichtungen mit intrinsisch gering leitfähigen kathodischen Aktivmaterialien. Weiterhin können die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung verbessert werden: Zum einen ist die Haftfestigkeit innerhalb der Schicht und an der Grenzfläche zum Substrat bedeutend für die weiterführende Handhabbarkeit und zum anderen beeinflussen die plastische und elastische Verformbarkeit die Stabilität der Elektroden gegenüber den ionischen Ein- und Auslagerungsprozessen. Die deutliche Verringerung der Porosität reduziert jedoch die elektrochemisch aktive Oberfläche und die für die Ionendiffusion notwendigen Transportkanäle. Ein wichtiges Ziel der Kalandrierung ist dementsprechend die Optimierung der Porenstruktur. Folglich ist das Prozessverständnis entscheidend, um gezielt die optimale Poren- und Partikelstruktur sowie günstige mechanische Eigenschaften einstellen zu können. Ziel des Teilvorhabens ist es über eine umfangreich elektrochemische Charakterisierung die Abhängigkeit der elektrochemischen Performanz in Bezug auf den Prozessschritt der Kalandrierung zu verstehen. Daraus soll anschließend ein Struktur-Eigenschafts-Modell abgeleitet werden, welches als Entscheidungstool dienen kann, um eine bestmögliche elektrochemische Performanz in Abhängigkeit der Parameter des Kalandrierprozesses zu erreichen.
Die Wärmeabfuhr aus Lagerbecken von Brennelementen kann mit Hilfe von Wärmerohren von einer aktiven auf eine passive Kühlung umgestellt werden. Zur Bewertung der Machbarkeit dieser Umstellung fehlen jedoch zum einen numerische Simulationsmodelle, zum anderen Validierungsdaten von Wärmerohren mit anwendungsbezogenen Rohrlängen (mehr als 10 m). Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung und Validierung von Rechenprogrammen zur Auslegung und Begutachtung der passiven Nachwärmeabfuhr aus Brennelementlagerbecken und Nasslagern mit Wärmerohren. Hierzu werden die Reaktorsicherheitscodes RELAP und ATHLET anhand von in diesem Vorhabenrahmen am IKE Universität Stuttgart durchzuführenden Experimenten modelltechnisch erweitert und validiert, sodass diese die passive, wärmerohrgestützte Abfuhr der Nachwärme aus Lagerbecken simulieren können. Das Vorhaben, das in Kooperation mit der GRS durchgeführt wird, ist in vier Arbeitspakete (AP) aufgeteilt: Im AP1 werden vom IKE Spezifikationen eines generisches Nasslagers für Brennelemente erstellt. Im AP2 werden am IKE auf Basis der o.g. Spezifikationen Wärmerohrexperimente durchgeführt. Es werden max. 50 Wärmerohre gebaut, die in einem Laborversuchsstand getestet werden. Bei den stationären und instationären Experimenten werden Druck, Temperatur und Wärmeleistung gemessen, weiterhin die Leistungsgrenzen für Wärmerohre experimentell ermittelt. Da die Wärmeabfuhr auf der Luftseite die gesamte, aus dem Lagerbecken abgeführte Wärme limitiert, wird ein 'Dachversuchsstand' errichtet und ausgesuchte Wärmerohre in diesem Versuchsstand über 1 Jahr lang getestet. Die Daten werden den Codeentwicklern zur Validierung zur Verfügung gestellt. Im AP3 wird vom IKE ein parametrisches Wärmerohrmodell für RELAP entwickelt und die Implementierung überprüft. Es ist beabsichtigt, die Arbeiten im AP1 und 3 im Rahmen eines Unterauftrags bearbeiten zu lassen. Die IKE-Arbeiten werden in AP4 dokumentiert.
Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, die Kosten der Stromerzeugung aus Dünnschicht PV-Anlagen zu senken, indem Ausfallmechanismen feldgealterter Dünnschichtmodule analysiert und eine Früherkennung von Modul-Schäden, sowie deren Auswirkung auf die (Rest-)Lebensdauer entwickelt werden. Eine schnelle und zuverlässige Schadens(früh)erkennung kann helfen, vorhandene und drohende Betriebsleistungseinbrüche vorzubeugen bzw. zu erkennen und Wartungskosten zu senken. Ein Ziel von PEARL ist die Erstellung und Veröffentlichung eines umfassenden Fehler Katalogs für feldgealterte Module. Ein vergleichbarer Fehler-Katalog existiert zwar für Wafer basierte Si Module, jedoch nicht für Dünnschichttechnologien. Hierzu wird ein bildgebendes Verfahren mit Hilfe umfangreicher Studien von Modulfehlern, sowie deren Auswirkung auf den Ertrag und die Lebensdauer eines Moduls entwickelt. Weitere Ziele des Projekts sind die Verbesserung standardisierter Messmethoden zur Leistungsfeststellung und Qualitätsbewertung von PV Modulen. Insbesondere die Vorbehandlung feldgealterter Module ist derzeit nicht zufriedenstellend geklärt. In diesem Kontext wird auch ein Vergleich zwischen Typenschild Daten und tatsächlichen Leistungsdaten von PV Modulen im Feld durchgeführt.
Das übergeordnete Ziel des Teilvorhabens 'PEARL TF-PV HZB' ist die Identifizierung von Fehlermechanismen in Dünnschichtsolarmodulen, die sich im Betrieb der Module herausbilden bzw. sichtbar werden und zu Ertragseinbußen führen. Die Kernaufgabe dieses Teilvorhabens ist die vergleichende Untersuchung von Testmodulen im Labormaßstab (30 x 30 cm2) im Labor und im Außeneinsatz. Speziell sollen Elektrolumineszenz(EL)-Messungen (Mappingverfahren) angewendet werden, um die Module im Realbetrieb, im Freifeldtestlabor, systematisch zu analysieren. Die Ergebnisse sollen mit den elektrischen Leistungsdaten der Module und mit komplementären (Indoor-) Laboruntersuchungen verglichen werden. Dies soll zu einer Identifikation einzelner Modulfehler führen und ein tieferes Verständnis der betriebsbedingten Alterungsmechanismen der Solarmodule ermöglichen. In enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden geeignete Parameter für die Outdoor-EL-Messungen gefunden und statistische Methoden für die Auswertungen entwickelt. Ein Ziel des Gesamtvorhabens ist in diesem Zusammenhang die Erstellung eines Fehlerkatalogs mit typischen Moduldefekten und ihren charakteristischen EL-Aufnahmen. Dies soll dabei auch über den Rahmen des Projektes hinaus ermöglichen, existierende PV-Anlagen mit zukünftigen Standard-EL-Verfahren schnell und kostengünstig zu untersuchen und frühzeitig Fehler zu erkennen.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines einheitlichen Verfahrens, das die Leistungs- und Funktionsfähigkeit eines solar unterstützten Wärmeversorgungssystems ermitteln und in einer anschaulichen und vergleichbaren Kennzahl darstellen kann. Bisher können Betreiber, Nutzer oder Installateure ohne sehr tiefe Fachkenntnisse kaum einordnen, ob eine thermische Solaranlage verhältnismäßig gut oder schlecht funktioniert, da einfache Größen wie die eingespeiste solare Energiemenge aufgrund des Einflusses von Nachheizung, Regelung, Speicherung und tatsächlichem Verbrauch nicht hinreichend aussagekräftig sind. Deswegen soll in diesem Vorhaben ein Verfahren zur Funktionskontrolle und Leistungsbewertung entwickelt werden, das derartige anlagenspezifischen Randbedingungen und Abhängigkeiten berücksichtigt und eine davon unabhängige, vergleichbare Kennzahl liefert. Diese gibt an, welcher Anteil des im fehlerfreien Betrieb zu erwartenden Solarertrags tatsächlich erbracht wurde. Das Verfahren bewertet dabei die Leistung des Gesamtsystems und soll für ein breites Spektrum kleiner bis mittelgroßer Anlagentypen anwendbar sein. Es benötigt im Wesentlichen nur vorhandene Sensoren und verursacht somit nur sehr geringe Zusatzkosten, um eine breite Marktdurchdringung zu ermöglichen. Die Entwicklung des Verfahrens zur Funktionskontrolle solarthermischer Anlagen erfolgt im Vorhaben simulationsbasiert. Hierzu wird eine Vielzahl der wichtigsten und häufigsten Anlagentypen bzw. Hydraulikvarianten identifiziert und im Simulationsprogramm TRNSYS abgebildet. Für diese werden zahlreiche Simulationen von fehlerfreiem und mit verschiedenen Fehlern behaftetem Betrieb durchgeführt, um Abhängigkeiten von Hydraulik, Standort, Lastprofil, Regelung, Messgenauigkeiten, etc. zu studieren und in die Verfahrensentwicklung einfließen zu lassen. Das Verfahren wird schließlich an Messdaten verifiziert und auf Übertragbarkeit und Anwendbarkeit geprüft, bevor es in einem Leitfaden veröffentlicht wird.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines einheitlichen Verfahrens, das die Leistungs- und Funktionsfähigkeit eines solar unterstützten Wärmeversorgungssystems ermitteln und in einer anschaulichen und vergleichbaren Kennzahl darstellen kann. Bisher können Betreiber, Nutzer oder Installateure ohne sehr tiefe Fachkenntnisse kaum einordnen, ob eine thermische Solaranlage verhältnismäßig gut oder schlecht funktioniert, da einfache Größen wie die eingespeiste solare Energiemenge aufgrund des Einflusses von Nachheizung, Regelung, Speicherung und tatsächlichem Verbrauch nicht hinreichend aussagekräftig sind. Deswegen soll in diesem Vorhaben ein Verfahren zur Funktionskontrolle und Leistungsbewertung entwickelt werden, das derartige anlagenspezifischen Randbedingungen und Abhängigkeiten berücksichtigt und eine davon unabhängige, vergleichbare Kennzahl liefert. Diese gibt an, welcher Anteil des im fehlerfreien Betrieb zu erwartenden Solarertrags tatsächlich erbracht wurde. Das Verfahren bewertet dabei die Leistung des Gesamtsystems und soll für ein breites Spektrum kleiner bis mittelgroßer Anlagentypen anwendbar sein. Es benötigt im Wesentlichen nur vorhandene Sensoren und verursacht somit nur sehr geringe Zusatzkosten, um eine breite Marktdurchdringung zu ermöglichen. Die Entwicklung des Verfahrens zur Funktionskontrolle solarthermischer Anlagen erfolgt im Vorhaben simulationsbasiert. Hierzu wird eine Vielzahl der wichtigsten und häufigsten Anlagentypen bzw. Hydraulikvarianten identifiziert und im Simulationsprogramm TRNSYS abgebildet. Für diese werden zahlreiche Simulationen von fehlerfreiem und mit verschiedenen Fehlern behaftetem Betrieb durchgeführt, um Abhängigkeiten von Hydraulik, Standort, Lastprofil, Regelung, Messgenauigkeiten, etc. zu studieren und in die Verfahrensentwicklung einfließen zu lassen. Das Verfahren wird schließlich an Messdaten verifiziert und auf Übertragbarkeit und Anwendbarkeit geprüft, bevor es in einem Leitfaden veröffentlicht wird.
Die Hauptaufgabe von UL DEWI in diesem Verbundprojekt wird darin bestehen, während der geplanten Prüfstandsmessungen die elektrischen Eigenschaften der Prüflinge Forschungswindenergieanlage bzw. kommerzielle Anlage des Projektpartners Enercon) gemäß den Anforderungen der FGW TR3 (1) sowie der VDE-AR-N 4120 (kurz: TAB-HS) (3) auf den Systemprüfständen am CWD in Aachen und am Fraunhofer IWES in Bremerhaven zu bestimmen und zu bewerten, sowie die Ergebnisse mit Messergebnissen aus Feldtests zu vergleichen. Darüber hinaus wird UL DEWI seine langjährige Erfahrung aus Freifeldmessungen einbringen, um die von den Projektpartnern vorgeschlagenen Testsysteme bzw. Testprogramme sowie die Vergleichbarkeit mit den im Freifeld bzw. auf den Prüfständen gewonnenen Ergebnissen zu erörtern.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 54 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 54 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 54 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 52 |
| Englisch | 5 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 18 |
| Webseite | 36 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 22 |
| Lebewesen und Lebensräume | 25 |
| Luft | 21 |
| Mensch und Umwelt | 54 |
| Wasser | 22 |
| Weitere | 54 |