Verstärkt durch die Energiewende gewinnen effiziente und robuste Entwurfe von elektromechanischen Energiewandlern an Bedeutung. Energiewandler werden in der Industrie nahe am technischen Limit entwickelt, aber meist ohne transiente Analysen oder Unsicherheiten im Designprozess zu berücksichtigen. Entsprechende Studien werden spät im Entwicklungsprozess durchgeführt, so dass optimale robuste Designs unter Umstanden nicht berücksichtigt werden. Die Geräte werden mathematisch durch ein multiphysikalisches System beschrieben, das sich aus einem magnetischen Feld, der Bewegung des Rotors, dem thermischen Feld und der elektrischen Einspeisung aus einer Schaltung zusammensetzt. Die Modellierung fuhrt auf ein gekoppeltes System aus partiellen differentialalgebraischen Gleichungen. Die Ziele bestehen in problemspezifischer Modellbildung und -analyse mit Fokus auf periodische Randwertprobleme in der Zeit, sowie allgemeingültiger Methodenentwicklung, die Unsicherheiten berücksichtigt und zeit-parallele Simulationen ermöglicht. Auf dieser Grundlage werden parametrische reduzierte Modelle konstruiert, die eine robuste Optimierung ermöglichen.
Verstärkt durch die Energiewende gewinnen effiziente und robuste Entwurfe von elektromechanischen Energiewandlern an Bedeutung. Energiewandler werden in der Industrie nahe am technischen Limit entwickelt, aber meist ohne transiente Analysen oder Unsicherheiten im Designprozess zu berücksichtigen. Entsprechende Studien werden spät im Entwicklungsprozess durchgeführt, so dass optimale robuste Designs unter Umstanden nicht berücksichtigt werden. Die Geräte werden mathematisch durch ein multiphysikalisches System beschrieben, das sich aus einem magnetischen Feld, der Bewegung des Rotors, dem thermischen Feld und der elektrischen Einspeisung aus einer Schaltung zusammensetzt. Die Modellierung fuhrt auf ein gekoppeltes System aus partiellen differentialalgebraischen Gleichungen. Die Ziele bestehen in problemspezifischer Modellbildung und -analyse mit Fokus auf periodische Randwertprobleme in der Zeit, sowie allgemeingültiger Methodenentwicklung, die Unsicherheiten berücksichtigt und zeit-parallele Simulationen ermöglicht. Auf dieser Grundlage werden parametrische reduzierte Modelle konstruiert, die eine robuste Optimierung ermöglichen.
In EMGIMO wird ein wirtschaftlich tragfähiges und übertragbares Konzept zur Versorgung von Gewerbeimmobilien mit mehreren gewerblichen Mietern mit lokal erzeugtem PV-Strom konzipiert, demonstriert und evaluiert. Dabei stehen die Punkte optimierte und signifikant gesteigerte Eigenstromversorgung, Schaffung eines flexiblen Lastmanagements unter Einbeziehung der E-Mobilität bei Entlastung vorgelagerter Netze und Umsetzung eines Partizipationsmodells im Vordergrund. Ein Konsortium aus Unternehmen der freien Wirtschaft, Juristen und Wissenschaftlern hat sich für EMGIMO zusammengefunden, um neue Konzepte im Bereich der Mehr-Mieter Gewerbeimmobilien zu generieren und zu evaluieren, welche im Rahmen eines Pilotvorhabens in München in Kooperation mit den Mietern erstmals praktisch demonstriert werden sollen - ein Projekt mit generellem Leuchtturmcharakter für Gewerbeimmobilien im urbanen Bereich. Das Projekt umfasst folgende Arbeitspakete: 1. Konzeption eines angepassten Energieversorgungskonzepts 2. Umsetzung des Energiemanagementsystems 3. Interaktion zwischen Mietern und Energiesystem 4. Vertriebskonzepte (Mieterstrom & Ladepunkte) 5. Übertragbarkeit Discovergy entwirft und setzt Messkonzepte sowie Vermarktungskonzepte zur Direktlieferung von Strom unter Einbeziehung von Elektromobilität innerhalb von Gewerbeimmobilen um und dokumentiert diese in einem Planungsleitfaden. Zur Messung wird hochauflösende Messtechnik bereit gestellt. Damit werden durch Discovergy Daten erfasst auf deren Grundlage Abrechnung, Geräteerkennung sowie eine Optimierung des Energieverbrauchs durch Verbrauchssteuerung anhand anzubindender Schalteinrichtungen stattfinden. Dazu entwickelt Discovergy Software zur Disaggregation, erweitert das Abrechnungsmodell und entwickelt Schnittstellen zum Datentransfer an welche die anderen Projektpartner andocken können.
A) Problemstellung: Um die Fortschritte der europäischen Mitgliedsstaaten bei der Minderung der Treibhausgasemissionen evaluieren zu können sind die Mitgliedsstaaten aufgefordert, alle 2 Jahre Projektionen für die Emission von Treibhausgasen bis zum Jahr 2020 im sogenannten Projektionsbericht zu berichten. Hierfür müssen im 1. Schritt ex-ante Berechnungen zur Wirksamkeit klimapolitischer Weichenstellung angestellt werden. In Deutschland erfolgt dies im Rahmen der 'Politikszenarien'-Projekte. Da es sich bei den Endberichten der 'Politikszenarien'-Projekte um ausführliche Forschungsberichte handelt, der Projektionsbericht aber ein ressortabgestimmtes Dokument der Bundesregierung ist, ist im 2. Schritt der Projektionsbericht aus den Ergebnissen der 'Politikszenarien'-Projekte zu extrahieren. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Mit der Erstellung des deutschen Projektionsberichts alle zwei Jahre kommt Deutschland seinen Berichtspflichten gemäß Entscheidung Nr. 280/2004/EG nach. Grundlage des Projektionsbereichs sind die Ergebnisse des Forschungsvorhabens 'Verbesserung der methodischen Grundlagen und Erstellung eines Treibhausgasemissionsszenarios als Grundlage für den Projektionsbereicht 2009 im Rahmen des EU Treibhausgasmonitorings' (FKZ 20642106). C) Ziel des Vorhabens ist die Anfertigung und der fristgerechte Versand des ressortabgestimmten Projektionsberichts 2009 der Bundesregierung.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Der Energieträger Holz wird vor dem Hintergrund weiter steigender Mineralölpreise für die privaten Haushalte in ländlichen Regionen zunehmend an Bedeutung gewinnen, da die Verfeuerung von Stückholz, sei es in Kachelofeneinsätzen oder in zentralen Stückholzheizkesseln, eine sehr preiswerte Alternative darstellt, wenn das Scheitholz in Eigenarbeit bereitgestellt werden kann. Angesichts der sehr komplexen Scheitholz-Verbrennungsprozesse geht die Verfeuerung von Scheitholz allerdings mit erheblichen Umweltbelastungen einher (Emission von toxischen aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen bei unvollständiger Verbrennung), da die Brennraumgeometrien und Abgasführungen der meisten Verbrennungsanlagen nicht optimiert sind und die Möglichkeiten der sensorgeführten Prozesssteuerung nicht dem Stand der Technik entsprechend genutzt werden. In diesem Förderprojekt haben sich die Antragsteller zum Ziel gesetzt, durch den Einsatz geeigneter Sensoren die Schlüssel-Parameter Verbrennungstemperatur, Restsauerstoffgehalt und CO/HC-Gehalt kontinuierlich und in-situ im Abgas zu messen und diese Daten als Eingangsgröße für die kontinuierliche Regelung der Verbrennungsluft zu nutzen. Hierzu ist ein geeigneter Regelungsalgorithmus zu entwickeln, mit dem es gelingen sollte, die Emission der Schadstoffe pro erzeugte Wärmeeinheit wirksam herabzusetzen. In einem zweiten Schritt werden die Möglichkeiten des Einsatzes eines Oxidationskatalysators zur Unterstützung der Nachverbrennung insbesondere bei niedrigen Verbrennungstemperaturen geprüft. Diese Untersuchungen werden an feuerungstechnisch weitgehend optimierten Verbrennungsanlagen durchgeführt. Unsere Kooperationspartner stellen sowohl eine Kachelofeneinsatz (Typ SF10SK, Brunner GmbH, Eggenfelden) als auch einen Stückholz-Heizkessel (Typ Vitolig 200, Viessmann GmbH, Allendorf) zur Durchführung des Vorhabens zur Verfügung. Fazit: Die Projektergebnisse sprechen für sich und sollten in Anbetracht der hohen Umweltbelastungen durch zunehmende Nutzung von Holzfeuerungsanlagen zur Wärmegewinnung mit Nachdruck im Rahmen der Entwicklung moderner Verbrennungsanlagen umgesetzt werden. Hierzu ist allerdings auch der Gesetzgeber gefordert, die nötigen gesetzlichen Rahmenbedingungen (1. BImSch) vorzugeben.