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Reduzierung der Fertigungs- und Wartungskosten von Offshore Windenergieanlagen mittels Inline-Inspektion und maschineller Lernverfahren, Vorhaben: Quantifizierung lokaler Einflussgrößen auf die Lebensdauer von Schweißverbindungen

Ecotoxicology of Organotin compounds

Organotin and especially butyltin compounds are used for a variety of applications, e.g. as biocides, stabilizers, catalysts and intermediates in chemical syntheses. Tributyltin (TBT) compounds exhibit the greatest toxicity of all organotins and have even been characterized as one of the most toxic groups of xenobiotics ever produced and deliberately introduced into the environment. TBT is not only used as an active biocidal compound in antifouling paints, which are designed to prevent marine and freshwater biota from settlement on ship hulls, harbour and offshore installations, but also as a biocide in wood preservatives, textiles, dispersion paints and agricultural pesticides. Additionally, it occurs as a by-product of mono- (MBT) and dibutyltin (DBT) compounds, which are used as UV stabilizer in many plastics and for other applications. Triphenyltin (TPT) compounds are also used as the active biocide in antifouling paints outside Europe and furthermore as an agricultural fungicide since the early 1960s to combat a range of fungal diseases in various crops, particularly potato blight, leaf spot and powdery mildew on sugar beet, peanuts and celery, other fungi on hop, brown rust on beans, grey moulds on onions, rice blast and coffee leaf rust. Although the use of TBT and TPT was regulated in many countries world-wide from restrictions for certain applications to a total ban, these compounds are still present in the environment. In the early 1970s the impact of TBT on nontarget organisms became apparent. Among the broad variety of malformations caused by TBT in aquatic animals, molluscs have been found to be an extremely sensitive group of invertebrates and no other pathological condition produced by TBT at relative low concentrations rivals that of the imposex phenomenon in prosobranch gastropods speaking in terms of sensitivity. TBT induces imposex in marine prosobranchs at concentrations as low as 0,5 ng TBT-Sn/L. Since 1993, for the littorinid snail Littorina littorea a second virilisation phenomenon, termed intersex, is known. In female specimens affected by intersex the pallial oviduct is transformed of towards a male morphology with a final supplanting of female organs by the corresponding male formations. Imposex and intersex are morphological alterations caused by a chronic exposure to ultra-trace concentrations of TBT. A biological effect monitoring offers the possibility to determine the degree of contamination with organotin compounds in the aquatic environment and especially in coastal waters without using any expensive analytical methods. Furthermore, the biological effect monitoring allows an assessment of the existing TBT pollution on the basis of biological effects. Such results are normally more relevant for the ecosystem than pure analytical data. usw.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Prozessentwicklung und mechanisch-technologische Eigenschaften der LaVa-Schweißverbindungen

Die Energiewende ist die forderndste Aufgabe der Bundesregierung für die nächsten Jahrzehnte. Um bis 2050 klimaneutral zu werden, muss der Anteil der erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden. Wichtige Bestandteil dieser Strategie sind hochleistungsfähige Offshore Windenergieanlagen (OWEA). Die verfügbaren Produktionskapazitäten sind allerdings mit den bereits geplanten OWEA-Projekten voll ausgelastet. Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Die Implementierung der LaVa-Technologie verspricht einen signifikanten Produktivitätsgewinn und großen Wettbewerbsvorteil. Da bisher noch keine industrielle Anwendung im Dickblechbereich für das Laserstrahlschweißen im Vakuum existiert, muss innerhalb des Projektes eine neuartige Schweißanlage für das Fügen von Dickblech zur Herstellung von Monopiles konzipiert und umgesetzt werden. Den größten Umfang nimmt dabei die Qualifizierung des Verfahrens ein, da im Offshore Bereich sehr hohe Anforderungen an die Schweißnähte gestellt werden. Dazu gehört unter anderem das Erreichen sehr hoher Zähigkeitswerte der Schweißverbindungen. Im Dickblechbereich kommt es aufgrund der Fertigungstoleranzen zu großen Spalten zwischen den zu verschweißenden Blechen. Das gemeinsame Teilziel der Bauteilhandhabung sowie der Schweißtechnik ist demnach die Optimierung der Vorrichtungen und Verfahren im Hinblick auf die Kantenvorbereitung, Blechpositionierung sowie Spaltüberbrückbarkeit des Schweißprozesses, um anforderungskonforme und defektfreie Schweißverbindungen zu erzeugen. Das weitere Ziel der Nachweis der strukturellen Integrität der geschweißten Einzelrohrschüsse. Der Projektabschluss wird mit der Fertigung von Demonstratoren im Realmaßstab erreicht.

Entwicklung und Offshore-Test eines neuartigen Pumpspeichersystems, Teilvorhaben: Auslegung der Unterwassermotor-Pumpturbine und Erforschung im Offshore Test

Im Teilvorhaben wird eine Unterwassermotorpumpenturbine für den beschriebenen Anwendungsfall entwickelt und hinsichtlich des speziellen Einsatzes als Turbine optimiert. Aufgrund der Spezialanwendung im Off-Shore Bereich sind mit numerischen und experimentellen Untersuchungen die in der Fachliteratur für den Standarteinsatz definierten Auslegungsmethoden zu validieren und ggf. anzupassen. Konkret sind Kavitation, große Druckunterschiede und eventuell daraus resultierende transienten Vorgänge genau zu beachten. Zur Optimierung des Designs muss die Geometrie und Anordnung der strömungsmechanischen Bauteile der Pumpturbine an den Anwendungsfall angepasst werden.

Chlorophyll a and turbidity measurements at lander 2 in the German Baltic Sea

Coastal ecosystems are heterogeneous environments with high turnover rates of carbon and nutrients that influence the distribution of greenhouse gases (GHG). They also represent challenging environments for scientific investigations, requiring new technologies that go beyond discrete sampling. Here we present temporal high-resolution measurements of several physicochemical variables, including the partial pressures of CO2 and CH4, made in shallow waters at around 6 m water depth of the Baltic Sea using two autonomous lander systems. The two landers were deployed at the sediment-water interface (bottom lander) and about 400 m offshore near the German city Rostock with support from the buoy tender "Rosenort" operated by the Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, Stralsund (WSA Stralsund). These landers were equipped with six commercially available state-of-the-art sensors. Field data resolution ranged from 10 seconds to 60 minutes and was obtained for partial pressure of CO2 (Contros HydroC-CO2) and CH4 (Contros HydroC-CH4), temperature, salinity, depth (hydrostatic pressure), O2 (CTD-O2 with SBE-37SMP-ODO), the concentrations of phosphate (SBE HydroCycle PO4), nitrate (SBE SUNA V2), chlorophyll a and the turbidity (both with SBE-FLNTUSB ECO) as stationary measurements at two different locations in close proximity. The CTD and oxygen measurements provide exact water depth data for the respective lander locations. In the other data sets (e.g., CO2 measurements) rounded data is inserted instead of the exact depth data, which is 6 m for lander_1 and 5 m for lander_2. The deployment and recovery of the landers and thus the measurements took place between 04 September 2019 and 04 October 2019 and the sensors were operated under battery power and a centralized timestamp. Three events common to coasts were observed during the deployment, allowing tracking of (1) an advection of saline waters with a mineralization signal, (2) a storm event of about 4 days, and (3) a stagnation event. Sensor data and processed data are available in separate files.

Autonome Inspektion und Wartung von Offshore-Strukturen durch Entwicklung eines ganzheitlichen UAS-Ansatzes, Teilvorhaben: Integration von Offshore-Inspektions-Prozessen mittels UAS in den bestehenden Offshore-Logistik-Schiffsbetrieb

Windkraftanlagen (Küstenländer)

Dieser Datensatz enthält Windkraftanlagen der Küsten-Bundesländer. Hierfür werden wöchentlich aktuelle Daten der Stromerzeugungseinheiten aus dem Marktstammdatenregister (MaStR) heruntergeladen und als Geodaten-Dienst (WMS und WFS) bereitgestellt. Der Energie-Anlagen-Dienst enthält außerdem Windkraftanlagen Offshore und an Land (5 km landeinwärts) und PV-Anlagen (Küste). Alle Anlagen werden erst ab einer bestimmten Zoom-Stufe sichtbar. Quelle: MaStR. In den Anlagen-Attributen ist auch die MaStR-Nr. (SEE) enthalten, mit welcher unter folgender URL (über die "Schnellsuche") weitere Anlagen-Informationen angezeigt werden können: https://www.marktstammdatenregister.de/MaStR. Bei Daten-Fehlern wenden Sie sich bitte an die Bundesnetzagentur (BNetzA).

Windkraftanlagen (Offshore und Küste)

Dieser Datensatz enthält Windkraftanlagen Offshore und an Land (5 km landeinwärts). Hierfür werden wöchentlich aktuelle Daten der Stromerzeugungseinheiten aus dem Marktstammdatenregister (MaStR) heruntergeladen und als Geodaten-Dienst (WMS und WFS) bereitgestellt. Die Offshore-WEA werden auch geclustert mit der Anlagen-Anzahl angezeigt. Alle Anlagen werden erst ab einer bestimmten Zoom-Stufe sichtbar. Der Energie-Anlagen-Dienst enthält ausserdem WEA der Küstenländer und PV-ANlagen. Quelle: MaStR. In den Anlagen-Attributen ist auch die MaStR-Nr. (SEE) enthalten, mit welcher unter folgender URL (über die "Schnellsuche") weitere Anlagen-Informationen angezeigt werden können: https://www.marktstammdatenregister.de/MaStR. Bei Daten-Fehlern wenden Sie sich bitte an die Bundesnetzagentur (BNetzA).

PV-Anlagen (Küste)

Dieser Datensatz enthält PV-Anlagen-Layer mit einer Leistung > 100kWh an der Küste. Hierfür werden wöchentlich aktuelle Daten der Stromerzeugungseinheiten aus dem Marktstammdatenregister (MaStR) heruntergeladen und als Geodaten-Dienst (WMS und WFS) bereitgestellt. Der Energie-Anlagen-Dienst enthält außerdem Windkraftanlagen (WEA) Offshore und an Land (5 km landeinwärts) sowie WEA der Küsten-Bundesländer. Alle Anlagen werden erst ab einer bestimmten Zoom-Stufe sichtbar. Quelle: MaStR. In den Anlagen-Attributen ist auch die MaStR-Nr. (SEE) enthalten, mit welcher unter folgender URL (über die "Schnellsuche") weitere Anlagen-Informationen angezeigt werden können: https://www.marktstammdatenregister.de/MaStR. Bei Daten-Fehlern wenden Sie sich bitte an die Bundesnetzagentur (BNetzA).

Energie-Anlagen (WMS)

Dieser Dienst stellt Windkraftanlagen (Offshore und Küste) sowie PV-Anlagen dar. Hierfür werden wöchentlich aktuelle Daten der Stromerzeugungseinheiten aus dem Marktstammdatenregister (MaStR) heruntergeladen und als Geodaten-Dienst (WMS und WFS) bereitgestellt. Der Dienst beinhaltet einen Layer mit Windkraftanlagen (WEA) Offshore und an Land (5 km landeinwärts) sowie einen Layer mit allen Windkraftanlagen der Küsten-Bundesländer. Die Offshore-WEA werden auch geclustert mit der Anlagen-Anzahl angezeigt. Zusätzlich gibt es einen PV-Anlagen-Layer mit einer Leistung > 100kWh. Alle Anlagen werden erst ab einer bestimmten Zoom-Stufe sichtbar. Quelle: MaStR. In den Anlagen-Attributen ist auch die MaStR-Nr. (SEE) enthalten, mit welcher unter folgender URL (über die "Schnellsuche") weitere Anlagen-Informationen angezeigt werden können: https://www.marktstammdatenregister.de/MaStR. Bei Daten-Fehlern wenden Sie sich bitte an die Bundesnetzagentur (BNetzA).

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