Zur Versorgung des Forschungsgelaendes Garching der Technischen Universitaet Muenchen wird eine Gasturbine eingesetzt, die nach dem Cheng-Prozess arbeitet: aus der Abwaerme der Gasturbinenabgase wird Dampf erzeugt, der entweder den Waermebedarf deckt, oder aber - bei erhoehtem Bedarf an elektrischer Energie - in der Gasturbine entspannt wird. Mittels dieser Dampfinjektion in die Gasturbine kann die elektrische Leistung in zwei Minuten um 50 Prozent, d.h. von 4 MWe auf 6 MWe erhoeht werden. Um das Potential dieser Flexibilitaet ausnutzen zu koennen, ist ein Online-Steuerungsprogramm erforderlich. Dieses ermittelt den optimalen Betriebspunkt mittels der GGLP-Methode (Gemischt Ganzzaehlig Lineare Programmierung) und setzt den gefundenen Betriebspunkt ueber ein neuronales Netz um. Derzeit findet eine Weiterentwicklung und Erprobung dieses Online-Steuerungsprogramms in der Anlage statt.
Die Einbeziehung von physikalischen Erhaltungsgesetzen ist bereits seit längerem als wichtiger Punkt bei der Entwicklung von numerischen Wettervorhersagemodellen bekannt. In Datenassimilation im weiteren Sinne ist die Berücksichtigung von Erhaltungsgesetzen und die Analyse deren Bedeutung erst seit kurzem ein zentraler Gegenstand der Forschung. Numerische Atmosphärenmodelle sind heute in der Lage, kleinräumige und deshalb hochgradig nichtlineare Dynamik und Physik aufzulösen. Vorhersagen hängen dabei sehr sensible von den Anfangs- und Randbedingungen ab. Die Datenassimilation für Modelle, die viele Skalen darstellen und in die sowohl zeitlich als auch räumlich hochaufgelöste Beobachtungen eingehen verlangt nach einer Überprüfung und der Weiterentwicklung der zur Zeit in numerischen Wettervorhersagemodelle genutzten, auf weniger nicht lineare Anwendungen ausgelegte Methoden. Das primäre Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Ensemble-basierten Datenassimilations-Algorithmen welche Eigenschaften von nichtlinearen dynamischen Systemen, zum Beispiel die Erhaltung von Masse, Drehimpuls, Energie und Enstrophie berücksichtigen. Insbesondere werden die folgenden zwei Problemstellungen bearbeitet. Gemeinsam mit Kollegen haben wir kürzlich zeigen können, dass Erhaltung von Masse und Positivität wichtige Nebenbedingungen für Datenassimilations-Algorithmen sind. Beide Bedingungen sind in einem neuen Algorithmus, dem quadratic programming ensemble Kalman filter, umgesetzt worden. Tests an linearer Dynamik wurden ebenfalls bereits durchgeführt. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll dieser Algorithmus in einer idealisierten Konfiguration für die Assimilation von Radarreflektivität mit dem nichthydrostatischen, konvektionsauflösenden COSMO-DE-Modell erweitert, implementiert und evaluiert werden. Zweitens, wird untersucht wie sich Datenassimilations-Algorithmen wie der Ensemble Kalman Filter und der quadratic programming ensemble Kalman filter auf die zu erhaltenden Größen im Fall von Experimenten mit einem idealisierten, nichtlinearen zweidimensionalen Flachwassermodell auswirken, sowie ob und wie diese Ensemble-basierten Algorithmen modifiziert werden können um Lösungen mit den vorgeschriebenen Eigenschaften zu erhalten. Es ist zu erwarten, dass Erhalt von Masse und Entropie die nicht lineare Energie Kaskade im System verbessert. Der mögliche Einfluss auf die Exaktheit von Vorhersagen wird auch untersucht.
BIG hat das Ziel, mit der Kopplung von Produktionsplanung und -steuerung (PPS), Wetter-Forecasts und Gebäudeautomation den Energiebedarf von Unterstützungsprozessen produzierender Unternehmen durch bedarfsabhängige und prädiktive Steuerung zu verringern. Studien prognostizieren dabei Einsparungen bei den peripheren Energiekosten von 30-40%. Übergeordnete Ziele sind daher u.a.: - Programmierung einer modellgestützten Regelung zur vorausschauenden und bedarfsorientierten Steuerung der Gebäude- und Anlagentechnik - Entwicklung einer modellprädiktiven Regelung (MPC-Algorithmus) als Kernelement - Integration von Wetter-Forecasts und Einbeziehung wetterabhängiger Effekte unter Berücksichtigung regionaler Unterschiede der Phänomene - Herstellungunabhängige Kopplung an PPS zur flexiblen und austauschbaren Installation des Automationssystems hinsichtlich der eingesetzten Software- und Hardwarekomponenten.
Ziel des Verbundes 'INNOVATE' ist es, die Kopplung des Kohlenstoff- und Stickstoffkreislaufs im Einzugsbereich des Itaparica-Stausees im Nordosten Brasiliens (Bundesstaaten Pernambuco/Bahia) zu bestimmen. Dabei werden bestehende Landnutzungssysteme flexibel an künftige klimatische Veränderungen angepasst. Die verschiedenen Nutzungsformen des Stausees werden optimiert, wobei die Produktivität erhöht, Treibhausemissionen verringert und die biologische Vielfalt erhalten werden soll. Die Uni Hohenheim erarbeitet Methoden zur nachhaltigen Nutzung terrestrischer Agrarökosystemfunktionen durch Produktivitätssteigerung und deren sozioökonomischer Bewertung in eingerichteten Bewässerungsprojekten im Bereich des Itaparica Stausees. 1) Empirische sozioökonomische Datenerhebung, 2) Lineare Programmierung auf Betriebsebene, 3) Upscaling, Erarbeitung von Beratungsmaterial, i) Komparative Situationsanalyse Ziegenhaltung in 3 Gebieten, ii) Partizipative Erhebung betrieblicher Stoffflüsse, kritische Kontrollpunkte, Berechnung technischer Effizienz, iii) Modellierung von Entwicklungsszenarien und deren Systemänderungen, a) Auswahl lokaler Pflanzen mit hohem Potenzial zur Sequenzierung von Kohlenstoff, b) Anlage von Topf- und Feldversuchen, c) Messen und Vergleichen von Wasser- und Nährstoffflüssen in biochar-an- und unangereichertem Boden, sowie des jeweiligen Pflanzenwachstums und der Bodenchemie.
Die Situation von Menge und Qualität an Frischwasser aus natürlichen Quellen im Einzugsgebiet des Jordans gerät durch steigende Ansprüche der wirtschaftlichen Sektoren der angrenzenden Länder und die potenziellen Folgen des globalem Klimawandels zunehmend unter Druck. Landwirtschaft und Naturräume, deren Anteil am Frischwasserverbrauch derzeit deutlich dominiert, werden aufgrund sozialer und wirtschaftlicher Prioritäten in Zukunft mit einschneidenden Veränderungen in der Verfügbarkeit der Ressource Wasser zu rechnen haben. Die Folgen der dadurch notwendigen Umgestaltung von Wasserverteilung und Wasserressourcenmanagement unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Rolle von Landwirtschaft und Naturräumen in den Anrainerländern des Jordans gravierend. Das Forschungsvorhaben erarbeitet in Zusammenarbeit mit ebenfalls vom BMBF über die zweite Phase des Verbundvorhabens geförderten Sozio-Ökonomen in Israel, Jordanien und - in für wissenschaftliche Untersuchungen zugänglichen Gebieten - der palästinensischen Westbank eine Plattform für die Gesamtbewertung von Änderungen in der Wasserverfügbarkeit für die von der Landwirtschaft abhängige Bevölkerung. Grundlage sind Daten und Forschungsergebnisse des 'Netzwerks für sozio-ökonomische Forschung über Wasserressourcenmanagement im Nahen Osten', in dem die arabischen und deutschen Partner bereits seit dem Jahr 2000 gemeinsam forschen. Auf israelischer Seite wird die Grundlage durch Ergebnisse aus der ersten Phase des Verbundvorhabens 'GLOWA Jordan River' ergänzt. Die auf nationaler Ebene angewandten Forschungsansätze entsprechend der unterschiedlichen Ausgangssituation und umfassen sowohl die Untersuchung der bestehenden landwirtschaftlichen Betriebssysteme als auch die sektorale Betrachtung der landwirtschaftlichen Produktion. Bisherige Ergebnisse auf Basis repräsentativer Stichproben landwirtschaftlicher Betriebe umfassen die Ermittlung von jeweils vier Hauptklassen in den jordanischen und palästinensischen Teilen des Untersuchungsgebietes. Eine entsprechende Klassifizierung betroffener landwirtschaftlicher Betriebe in Israel wird in der ersten Hälfte des Jahres 2007 verfügbar sein. Die Betriebsklassen weisen signifikanten Unterschiede im Bezug auf Zugang zu Ressourcen, deren Nutzung und wirtschaftlichem Erfolg auf. Szenarioanalysen anhand linearer Programmierungsmodelle der zentralen Betriebe der Klassen erlauben bereits eine graduelle Abschätzung der unterschiedlichen, potentiellen Folgen durch Veränderungen in der Wasserpreisen und verfügbare Wassermengen. Weiterreichende Interpretationen, z.B. im Hinblick auf Prognosen von Änderungen der sozio-ökonomischen Tragfähigkeit der Untersuchungsregionen und Folgen für die Märkte, erfordern jedoch Modellerweiterungen. Dazu sind in der Laufzeit des Projekts die Einbeziehung intersaisonaler Varianzen und Szenarien über Veränderungen der bestehenden Institutionen im Wassermanagement geplant.
This project aims to identify approaches for the sustainable management of protected mountain areas, by defining strategies of visitor access that will better preserve their ecological quality while allowing recreational use. The project will address a core issue of nature conservation, namely how to manage tourist movements within popular protected areas. Such problem is becoming more and more important in the Alps due to constantly increasing tourist flows and the intrinsic vulnerability of mountain regions to human interference. The project will focus on the recently established Dolomites UNESCO World Heritage Site (north eastern Italy), for which the UNESCO Committee has expressively requested a comprehensive strategy for sustainable tourism and visitor use in order to maintain its outstanding universal value. A programme of multidisciplinary work will be undertaken to analyse whether and how it is possible to arrange tourist movements to and within the site in a way that improves nature conservation while maintaining an adequate recreational use. The project is based on the assumption that the combination of agent-based models (ABM) and optimization techniques, by providing adequate representation of tourist flows, can both predict the outcomes of a given policy option (i.e. strategy of access) and assess its long term sustainability. As defined by its specific objectives, this project will: (1) analyze and map the wilderness status of the Dolomites UNESCO World Heritage Site through statistical and GIS analyses; (2) assess the current and expected behaviour of tourists by statistical analysis of available data and the collection of new information through ad hoc surveys; (3) build a spatially explicit agent-based model simulating tourist movements across the study area according to the previously investigated behaviour; (4) build optimization models based on linear and stochastic programming to assess the environmental and socioeconomic sustainability of different management decisions concerning tourist movements within the study area; (5) develop tools, guidelines and policy recommendations that may help local administrators and park managers set up sustainable strategies of access to protected mountain areas; (6) disseminate the results of the research activity through scientific publications and reports.
Teilprojekte Hohenheim: 1. Oekonomische Beurteilung von regionalen Agrar- und Umweltprogrammen (G. Kazenwadel); 2. Einzelbetriebliche Auswirkungen regionaler Agrar- und Umweltprogramme in ausgewaehlten EU-Regionen (P. Baudoux). Weitere Teilprojekte: 1. Gruende fuer eine Teilnahme an Agrar- und Umweltprogrammen; 2. Definition regionaler Ziele fuer eine nachhaltige Landbewirtschaftung; 3. Untersuchung der soziokulturellen Hintergruende von Landwirten; 4. Untersuchung der administrativen Strukturen in Bezug auf die Umsetzung von Agrar- und Umweltprogrammen. Es liegen erste Ergebnisse vor.
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| Bund | 34 |
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| Förderprogramm | 34 |
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| offen | 34 |
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| Boden | 23 |
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