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Warmmieten-neutrale Sanierung von vier Gebäuden im Stadtquartier 'Märkische Scholle'

Die „Märkische Scholle Wohnungsunternehmen eG“ ist eine 1919 in Berlin gegründete Wohnungsgenossenschaft. Sie hat mehr als 3.500 Wohnungen in ihrem Bestand. Im Stadtquartier „Lichterfelde Süd“ vermietet die Antragstellerin 851 Wohnungen in Gebäuden aus den 1930er und 1960er Jahren. Diese Gebäude waren damals sanierungsbedürftig. Vor allem der unzureichende Wärmeschutz führte zu hohen Betriebskosten. Die Gebäudesubstanz ist dagegen gut erhalten. Vier Gebäude dieses Quartiers wurden bis Dezember 2018 umfassend und sozialverträglich auf einen besonderen energetischen Standard saniert. Die Wärmeversorgung soll ausschließlich auf Basis erneuerbarer Energien erfolgen. Eine komplexe Regelungstechnik vernetzt einzelne Gebäude mit ihrem Wärme- und Strombedarf und dem Energieangebot zu einem lokalen Micro Grid, um die Anlagentechnik besser auslasten und kleiner dimensionieren zu können. Ein wesentliches Projektziel war die Sozialverträglichkeit der Maßnahmen. Es erfolgte keine „Entmietung“ mit anschließender Neuvermietung zu höheren Preisen, sondern den Mietern wurden während der Sanierung Ersatzwohnungen zur Verfügung gestellt. Weiterhin sollte die Warmmiete nach der Sanierung nahezu konstant gehalten werden können, da die Kosten der Sanierung mit der Einsparung an Heizenergie und der Einspeisevergütung des Stroms aus Photovoltaikanlagen kompensiert werden können. Die Sanierung spart pro Jahr 182 Tonnen (90 Prozent) CO 2 -Emissionen. Das innovative Vorhaben zeigt, wie sich ein hervorragender Energiestandard mit beispielhafter Sozialverträglichkeit verbinden lässt und Erzeugung und Verbrauch von Strom und Wärme für mehrere Gebäude vernetzt wurden. Das Vorhaben ist beispielgebend für ähnlich gelagerte Fälle, sowohl für die Sanierung einzelner Mehrfamilienhäuser als auch für die Sanierung von Quartieren. Branche: Grundstücks- und Wohnungswesen und Sonstige Dienstleistungen Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Märkische Scholle Wohnungsunternehmen eG Bundesland: Berlin Laufzeit: 2014 - 2018 Status: Abgeschlossen

Energieintelligente Kläranlage Schwarzenbruck

Der Kanalisations-Zweckverband (KZV) „Schwarzachgruppe“ plant, eine energieintelligente kommunale Energieplus-Kläranlage zu errichten. Die Kläranlage soll mindestens so viel Energie produzieren, wie für den Betrieb benötigt wird. Dies soll durch die Kombination verschiedener, auf den konkreten Standort der Kläranlage angepasster Maßnahmen erfolgen. Die Kläranlage soll hinsichtlich Effizienz der Behandlung, Energieerzeugung, Energiespeicherung und Einbindung über ein „Smart Grid“ in das regionale Stromversorgungsnetz so optimiert werden, dass sie ohne Co-Vergärung (von zum Beispiel Lebensmittelresten) ganzjährig die Energieautarkie erreicht. Das Projekt besteht aus verschiedenen Bestandteilen, die zusammen eine höchst energieeffiziente Kläranlage darstellen: Zum einen werden Energieeffizienzpotentiale weitestgehend ausgeschöpft, u.a. mittels moderner Pumpen und Gebläse sowie der Abwärmenutzung an den verschiedenen Anlageteilen. Zum anderen werden alle Möglichkeiten der Energieerzeugung und -speicherung genutzt, die auf dem Standort der Kläranlage möglich und sinnvoll sind, darunter eine Wasserkraftanlage im Kläranlagenablauf, Photovoltaik, Stromspeicherung in Batterien und entsprechend gezielte Abschaltung des Blockheizkraftwerks, Klärgasspeicher, Wärmespeicher (Warmwasserspeicher) und die Kopplung der verschiedenen Speicher zur kontinuierlichen Bereitstellung von Energie (thermisch oder elektrisch nach Bedarf). Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Projektes ist die Einbindung der Kläranlage in einen netzdienlichen Betrieb, d.h. die intelligente Steuerung der Energieerzeuger zum Zweck der Netzentlastung bzw. Einspeisung bei Bedarf. Dazu bedarf es eines sog. „Smart Micro Grids“ welches ein intelligentes Energiemanagementsystem beinhaltet. Dieses ermöglicht es die Betriebsweisen an unterschiedliche Bedingungen bspw. Tag/Nacht oder Winter/Sommer anzupassen, aber auch auf aktuelle Bedarfe des Netzes oder einzelner Anlagenteile zu reagieren. Im Allgemeinen sind Abwasserbehandlungsanlagen im kommunalen Bereich mit durchschnittlich 20 Prozent anteilsmäßigem Strombedarf der größte kommunale Stromverbraucher. Angesichts des erheblichen Energiebedarfs von Abwasserentsorgungsanlagen ist die Verbesserung der Energieeffizienz ein wichtiger Ansatzpunkt für eine klimafreundliche Abwasserentsorgung in Deutschland. Das Pilotprojekt zielt darauf ab, in der Bilanz ohne externen Strombedarf auszukommen. Zusätzlich soll die Anlage netzdienlich betrieben werden, d. h. die Stromabgabe an das Netz sowie die Stromabnahme aus dem Netz werden so abgestimmt, dass sie zu einer Netzentlastung beitragen. Mit dem Vorhaben kann eine Energieeinsparung von 100 Prozent des bisherigen Stromverbrauchs von 652.980 Kilowattstunden erzielt werden. Das bedeutet eine CO 2 -Einsparung in der Größenordnung von 300 Tonnen pro Jahr (basierend auf einem Energiebedarf von jährlich 652.980 Kilowattstunden). Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Kanalisations-Zweckverband „Schwarzachgruppe“ Bundesland: Bayern Laufzeit: seit 2018 Status: Laufend

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Aufgrund eines Änderungsantrages in einem Schwesterprojekt steht die ursprünglich geplante Wasserstoffquelle für den Demonstrationsbetrieb des vorliegenden Projektes nicht zur Verfügung. Statt der geplanten Nutzung von Abfallwasserstoff aus dem Elektrolyse-Testzentrum des Fraunhofer ISE, wird nun ersatzweise beantragt, den Demonstrationsbetrieb mit einem inzwischen vorhandenem alternativen Elektrolyseur durchzuführen. Die Planungsarbeiten der Einspeiseanlage wurden in enger Zusammenarbeit mit der Badenova/bnnetze erfolgreich abgeschlossen, die Umsetzung jedoch aufgrund o.g. noch nicht gestelltem/beschiedenen Änderungsantrags nicht beauftragt. Auf Seiten der Algorithmenentwicklung wurden Betriebsstrategien für die verschiedenen Märkte entworfen und eine simulationsbasierte Analyse deren Wirtschaftlichkeit durchgeführt. Aktuell wird die Kopplung der verschiedenen Modelle des Stromnetzes, des Gasnetzes und der Marktmodelle vorangetrieben und in ein übergeordnetes Simulationsframework auf Basis von Python eingebunden. Die auf dem Algorithmus basierende Betriebssteuerung der realen Anlage wird in diesem Framework anschließend getestet und optimiert, bevor sie auf die finale Anlage übertragen wird. An der Hochschule Offenburg wurde parallel ein dort vorhandenes Microgrid mit einem alkalischen Elektrolyseur modelltechnisch abgebildet. Zudem wurde das Modell um einen flexiblen Verbraucher erweitert. Aus den Ergebnissen konnte eine optimierte Betriebssteuerung für den Elektrolyseur entworfen und über eine Schnittstelle auf die reale Anlage übertragen werden. Nach technischen Problemen mit einigen Komponenten ist der Feldtest für Beginn 2016 geplant. Die wichtigsten Ergebnisse sollten bis Fristenende vorliegen.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von badenova AG & Co. KG durchgeführt. Aufgrund eines Änderungsantrages in einem Schwesterprojekt steht die ursprünglich geplante Wasserstoffquelle für den Demonstrationsbetrieb des vorliegenden Projektes nicht zur Verfügung. Statt der geplanten Nutzung von Abfallwasserstoff aus dem Elektrolyse-Testzentrum des Fraunhofer ISE, wird nun ersatzweise beantragt, den Demonstrationsbetrieb mit einem inzwischen vorhandenem alternativen Elektrolyseur durchzuführen. Die Planungsarbeiten der Einspeiseanlage wurden in enger Zusammenarbeit mit der Badenova/bnnetze erfolgreich abgeschlossen, die Umsetzung jedoch aufgrund o.g. noch nicht gestelltem/beschiedenen Änderungsantrags nicht beauftragt. Auf Seiten der Algorithmenentwicklung wurden Betriebsstrategien für die verschiedenen Märkte entworfen und eine simulationsbasierte Analyse deren Wirtschaftlichkeit durchgeführt. Aktuell wird die Kopplung der verschiedenen Modelle des Stromnetzes, des Gasnetzes und der Marktmodelle vorangetrieben und in ein übergeordnetes Simulationsframework auf Basis von Python eingebunden. Die auf dem Algorithmus basierende Betriebssteuerung der realen Anlage wird in diesem Framework anschließend getestet und optimiert, bevor sie auf die finale Anlage übertragen wird. An der Hochschule Offenburg wurde parallel ein dort vorhandenes Microgrid mit einem alkalischen Elektrolyseur modelltechnisch abgebildet. Zudem wurde das Modell um einen flexiblen Verbraucher erweitert. Aus den Ergebnissen konnte eine optimierte Betriebssteuerung für den Elektrolyseur entworfen und über eine Schnittstelle auf die reale Anlage übertragen werden. Nach technischen Problemen mit einigen Komponenten ist der Feldtest für Beginn 2016 geplant. Die wichtigsten Ergebnisse sollten bis Fristenende vorliegen.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Labor Mess- und Regelungstechnik durchgeführt. Aufgrund eines Änderungsantrages in einem Schwesterprojekt steht die ursprünglich geplante Wasserstoffquelle für den Demonstrationsbetrieb des vorliegenden Projektes nicht zur Verfügung. Statt der geplanten Nutzung von Abfallwasserstoff aus dem Elektrolyse-Testzentrum des Fraunhofer ISE, wird nun ersatzweise beantragt, den Demonstrationsbetrieb mit einem inzwischen vorhandenem alternativen Elektrolyseur durchzuführen. Die Planungsarbeiten der Einspeiseanlage wurden in enger Zusammenarbeit mit der Badenova/bnnetze erfolgreich abgeschlossen, die Umsetzung jedoch aufgrund o.g. noch nicht gestelltem/beschiedenen Änderungsantrags nicht beauftragt. Auf Seiten der Algorithmenentwicklung wurden Betriebsstrategien für die verschiedenen Märkte entworfen und eine simulationsbasierte Analyse deren Wirtschaftlichkeit durchgeführt. Aktuell wird die Kopplung der verschiedenen Modelle des Stromnetzes, des Gasnetzes und der Marktmodelle vorangetrieben und in ein übergeordnetes Simulationsframework auf Basis von Python eingebunden. Die auf dem Algorithmus basierende Betriebssteuerung der realen Anlage wird in diesem Framework anschließend getestet und optimiert, bevor sie auf die finale Anlage übertragen wird. An der Hochschule Offenburg wurde parallel ein dort vorhandenes Microgrid mit einem alkalischen Elektrolyseur modelltechnisch abgebildet. Zudem wurde das Modell um einen flexiblen Verbraucher erweitert. Aus den Ergebnissen konnte eine optimierte Betriebssteuerung für den Elektrolyseur entworfen und über eine Schnittstelle auf die reale Anlage übertragen werden. Nach technischen Problemen mit einigen Komponenten ist der Feldtest für Beginn 2016 geplant. Die wichtigsten Ergebnisse sollten bis Fristenende vorliegen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MicroEnergy International GmbH durchgeführt. Zur Förderung der Nachhaltigkeit von Energieerzeugungssystemen ist es erforderlich, die Anwendbarkeit von bio-ökologischen Werkstoffen zu prüfen und diese wirtschaftlich in den Lebenszyklusprozess zu implementieren. Das Mikro-Windenergiesystem mit biobasierten Komponenten wird über die dezentrale Gewinnung erneuerbarer Energie hinaus geschlossene Stoffkreisläufe ermöglichen. Während der Sondierungsphase zeichnete sich ab, dass technisch und wirtschaftlich die Chance besteht, Biokunststoffe für Kernkomponenten einzusetzen. Das gemeinsame Ziel der Machbarkeitsphase besteht in der Validierung der Anwendbarkeit biobasierter Werkstoffe in Mikrowindenergiesystemen und der Vorbereitung des Markteintritts im Leistungsbereich bis 500W. Näheres siehe gemeinsame Vorhabensbeschreibung. Die geplanten Aktivitäten von MicroEnergy International(MEI) im AP3 zielen auf die detaillierte Entwicklung eines Geschäftsmodels für ein Mikro-Windenergiesystem mit bio-basierten Komponenten ab. Dessen Prinzip baut auf effektive Lieferketten durch lokal-ansässigen Lieferanten, sowie die Unterstützung von neuen Beschäftigungsverhältnissen. In diesem Sinne ist das Verwenden von lokal erhältlichen Rohstoffen ein Schlüsselfaktor um ein nachhaltiges Geschäftsmodel zu sichern. Die folgenden Aktivitäten werden der weiteren Entwicklung des Geschäftsmodels, bezogen auf die vorher abgesprochenen Anwendungsfälle, gewidmet. Dabei werden Faktoren wie Konkurrenz, Finanzpläne, Verkaufsstrukturen u.a. eine große Rolle spielen. Entsprechende Konsequenzen für die Konfiguration der Windenergiesysteme werden abgeleitet. Das Windenergiesystem soll als Energieerzeuger in netzfernen Gebieten zum Laden von Batterien und andererseits zum Einspeisen in DC-Mikronetzen Einsatz finden. In diesem Aufgabenbereich des AP4.4 werden MEI und MoWEA sehr eng zusammenarbeiten. Darüber hinaus wird Frau Noara Kebir (GF MEI) als Wirtschaftsexpertin des Projektverbundes Einfluss auf die marktgerechte Arbeit aller Projektpartner nehmen.

Part: SOLON Energy; TwinLab

Das Projekt "Part: SOLON Energy; TwinLab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SOLON Energy GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Ertüchtigung des Micro Smart Grids auf dem EUREF-Campus zu einem multidimensional vernetzten TwinLab. In diesem Erprobungslabor wird die Verbindung von intelligent gesteuerten Speichern, erneuerbaren Energien sowie Elektromobilität erforscht. Hierbei soll die grundlegende technische und ökonomische Machbarkeit und Übertragbarkeit von Micro Smart Grid Systemen nachgewiesen werden und entsprechende integrierte Geschäftsmodelle untersucht werden. Die SOLON Energy wird in diesem Projekt untersuchen, wie die Steuerung und Regelung des Smart Grids und dessen Komponenten durch eine genauere Vorhersagbarkeit der solaren Energieproduktion optimiert werden kann. Analyse und Abstimmung mit den anderen Projektpartnern und Festlegung der erforderlichen Komponenten für das Smart Grid auf dem EUREF-Gelände. Ggf (Weiter-)Entwicklung der Photovoltaik-Komponenten und Implementierung vor Ort. Implementierung des Mess-Equipments und Optimierung der Vorhersage-Daten. Entwicklung, Erprobung und Evaluierung neuer Geschäftsmodelle .

Hydrogen Tryout Areal (HyTrA)

Das Projekt "Hydrogen Tryout Areal (HyTrA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Texulting GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung und der Aufbau eines speziellen Hydrogen Tryout Areal für Südafrika, mit den wesentlichen Bausteinen: 1. HyGrid, 2. HyWindow und 3. HyFrame. HyGrid Im Fokus steht die Entwicklung eines kompakten 10 kW Wasserstoff-Microgrid. Ziel ist es, eine effektive, robuste und kostenparitätische Alternative zu umweltbelastenden, fossil betriebenen Generatoren zu schaffen, die in Südafrika eine zentrale Rolle als Notstromaggregate bzw. zur Unterstützung der instabilen, nicht flächendeckenden Energieversorgung darstellen. Die kompakte Wasserstoff-Microgrid-Einheit beinhaltet die komplette Power-to-Power Sektorenkopplung. Dies umfasst Solarzellen zur Erzeugung von klimaneutraler Energie. Im Elektrolyseur verwendet, soll diese grüne Energie zur Spaltung von Wasser und Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden. Speicher ermöglichen eine zeitlich versetzte Nutzung. Der Wasserstoff kann schließlich zur Rückverstromung durch die integrierte Brennstoffzelle verwendet werden. Dabei entsteht Strom und Wasser. Während das Wasser im geschlossenen System der Wiederverwertung für die Elektrolyse zugeführt wird, könnte auch Sauerstoff beispielsweise für die Anreicherung von Abwasser zu dessen Reinigung genutzt werden. HyWindow Unter HyWindow sind Aktivitäten des Wasserstofftechnologie-Schaufenster zusammengefasst, die zwei wesentliche Handlungsfelder adressieren: Aufbau einer virtuellen Referenz und Feldversuche Microgrid bzw. der integrierten Komponenten HyFrame: Hier wird ein Framework mit verschiedenen Servicelinien entwickelt, der HyGrid und HyWindow in verschiedenen Bereichen unterstützt: ökonomisch, ökologisch, wissenschaftlich und soziologisch.

Teilvorhaben LNG Hub

Das Projekt "Teilvorhaben LNG Hub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von terranets bw GmbH durchgeführt. Zielsetzung des Verbunds MethGrid ist die Entwicklung von ganzheitlichen Konzepten zur Kopplung des Energiesektors mit dem Verkehrssektor mittels methanbasierter Kraftstoffe am Beispiel des Binnenhafens Rheinhafen Karlsruhe. Im Fokus steht dabei die Entwicklung von Simulationswerkzeugen für IT-gestützte Hafen-Microgrids unter Einbindung von neuartigen PtG-Konzepten (Partnerverbund MethFuel), adaptierten BHKW-Motorkonzepten (Partnerverbund MethPower) und Gasspeichern. Die zu entwickelnden Simulationswerkzeuge werden mittels intelligenter Messungen, Steuerung und Regelung des Microgrids einen flexibleren Betrieb von lokalen Energiesystemen ermöglichen. Lokale Stromnetze lassen sich dann durch die Erzeugung von EE-Methan (Methan, das in einem von Energie aus erneuerbaren Quellen angetriebenen Prozess aus nicht-fossilem Kohlenstoff synthetisiert wird) entlasten. Darüber hinaus werden die Konzeptionierung und das Design eines multifunktionalen LNG-Hubs allgemein als Designbasis für LNG-Speicher- und Verteilinfrastruktur dienen. Erstmals werden Logistikkonzepte für die Bereitstellung von EE-L-Methan (verflüssigtem EE-Methan) entwickelt.

Hydrogen Tryout Areal (HyTrA)

Das Projekt "Hydrogen Tryout Areal (HyTrA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik durchgeführt. Im Fokus steht die Entwicklung eines kompakten 8 kW Wasserstoff-Microgrid. Ziel ist es, eine effektive, robuste und kostenparitätische Alternative zu den umweltbelastenden, fossil betriebenen Generatoren zu schaffen, die in Südafrika eine zentrale Rolle als Notstromaggregate bzw. zur Unterstützung der instabilen, nicht flächendeckenden Energieversorgung darstellen. Die kompakte Wasserstoff-Microgrid-Einheit beinhaltet die komplette Power-to-Power Sektoren-kopplung. Dies umfasst Solarzellen zur Erzeugung von klimaneutraler Energie. Im Elektrolyseur verwendet, soll diese grüne Energie zur Spaltung von Wasser und Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden. Speicher ermöglichen eine zeitlich versetzte Nutzung. Der Wasserstoff kann schließlich zur Rückverstromung durch die integrierte Brennstoffzelle verwendet werden. Dabei entsteht Strom und Wasser. Während das Wasser im geschlossenen System der Wiederverwertung für die Elektrolyse zugeführt wird, könnte auch Sauerstoff beispielsweise für die Anreicherung von Abwasser zu dessen Reinigung genutzt werden. Der Schwerpunkt liegt auf dem Einsatz und der Vernetzung von unterschiedlichen Komponenten, die die Wasserstoff-Produktion, -Speicherung sowie Rückverstromung für eine dezentrale Stromversorgung unabhängig von der temporären Verfügbarkeit erneuerbarer Energien sicherstellen. Wesentlich ist dabei ein modularer, geschlossener Aufbau, der eine weitgehende Wartungsfreiheit, flexible Skalierbarkeit sowie variable Adaptierbarkeit des Systems gestattet.

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