Vorhabensziel ist die Entwicklung und Bewertung eines Referenzkonzeptes für eine hocheffiziente Energieanlage auf Basis eines integrierten Gas-Dampf-Prozesses. Der Prozess verfügt über eine hohe Wärmelastvariabilität und bietet die Möglichkeit zur Nutzung industrieller Abwärme. Zugleich ist er wirtschaftlicher gegenüber heutigen ausgeführten KWK-Anlagen. Der Prozess nutzt die Möglichkeit, Wasserdampf, der im Abhitzekessel erzeugt wird oder in einem externen Prozess anfällt, an geeigneten Stellen vor dem Turbineneintritt zu injizieren. Die Möglichkeit, zwischen Wärmeauskopplung und innerer Wiedereinspeisung zu wechseln, ist ein wesentlicher Vorteil des Prozesses. Prozessanalyse und -simulation sollen effektive Schaltungen und Variationsmöglichkeiten aufzeigen. Es werden für einzelne Komponenten technische Lösungen erarbeitet, wobei der Schwerpunkt auf der Gasturbine liegt. Die energiewirtschaftliche Bewertung vergleicht Konkurrenztechnologien und bewertet die ökonomische Einsatzfähigkeit. Die Ergebnisse sollen bei dezentralen und hybriden Energieanlagen umgesetzt werden. Zwischenschritte sind eine Versuchsanlage an der TUD (kleiner als 1 MW) und eine Demoanlage größerer Leistung.
Die wichtigste Datenquelle zur Beurteilung der wirtschaftlichen Lage der Forstwirtschaft in Deutschland ist das Testbetriebsnetz Forst (TBN Forst) des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) (BMEL 2021). Das TBN Forst wurde bereits im Jahr 1951 eingerichtet, um Buchführungsdaten von deutschen Forstbetrieben zu erfassen, auszuwerten und in der Entwicklung zu beobachten. Beim TBN Forst handelt es sich um eine freiwillige Beurteilungsstichprobe. Der Erhebungsaufwand für das TBN Forst mit etwa 650 naturalen und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen ist für die Betriebe sehr hoch. Hinzu kommt, dass viele Forstbetriebe im Verwaltungsbereich Personal abgebaut haben und sich i.d.R. kein direkter Mehrwert für die einzelnen Forstbetriebe ergibt. Grundsätzlich erforderlich ist daher, alle möglichen Ansätze zur Reduktion des betrieblichen Erhebungsumfanges und -aufwandes des TBN Forst zu prüfen und Möglichkeiten zur Steigerung des betrieblichen Mehrwertes der TBN -Teilnahme zu identifizieren. Um weiterhin eine verlässliche und zentrale Datenquelle zu erhalten, die Aussagen über die Lage der Forstbetriebe in Deutschland geben kann, sollen mit dem des Verbundprojekt nun unterschiedliche Optionen für die Weiterentwicklung des TBN Forst identifiziert und vertiefend analysiert werden. Das Projekt umfasst dabei sowohl eine konzeptentwickelnde Phase wie auch eine Phase der aktiven beispielhaften Erprobung. Es hat damit vor allem den Charakter einer Machbarkeitsstudie, welche den zentralen Entscheidern auf Bundes-, Länder- und Betriebsebene zum TBN Forst belastbare Informationsgrundlagen zu möglichen Handlungsoptionen liefern will. Zu den einzelnen Handlungsoptionen sollen auch Analysen im Bereich der Organisation und zu Kosten und Nutzen durchgeführt werden.
Das hier beschriebene Vorhaben setzt die Arbeiten des vom BMWi geförderten Teilprojektes 'K4.0 Standardkonfiguration von Schaltanlagen- und Datentechnik zur Erfassung von Daten aus Niederschlagsmesseinrichtungen' unter dem Programmpunkt 'Niederschlagsorientierte Prozess-, Anlagen- und Betriebssteuerung' im Rahmen des Großprojekts 'Kommunal 4.0' fort. Partner sind die HS Hof, HST Meschede und das LANUV NRW.
Das Ziel dieses F&E-Vorhabens ist die Digitalisierung des hydrometeorologischen Messnetzes des LANUV NRW. Dies wird durch die Optimierung bzw. Weiterentwicklung der für den Betrieb des Niederschlagsmessnetzes konzipierten Schalteinheit sowie der Messstellenkonfiguration unter Berücksichtigung arbeitssicherheitstechnischer Aspekte und die Anwendungserprobung durch das sukzessive Ausrollen in die Feldanwendung realisiert. Mit dieser Maßnahme wird der Standardisierungs- und Digitalisierungsgrad des Landesmessnetzes weiter vorangetrieben.
Mit dem Betrieb von rund 300 hydrometeorologischen Messstellen (Ausbauzustand) ist das Messnetz des LANUV nicht nur ein wesentlicher Grundbaustein des Hochwasserinformationsdienstes des Landes NRW. Es leistet zusätzlich u.a. auch einen wesentlichen Anteil zur Ermittlung von Grundlagendaten zur Bilanzierung, Bewertung und für das Management des Nitrateintrags durch die landwirtschaftlichen Aktivitäten in das Grundwasser. Die gewonnenen Daten sollen zeitnah in ein cloudbasiertes Entscheidungsmanagementsystem überführt werden und dort den Anwendern zur Verfügung gestellt werden. Die erhobenen Messdaten fließen in Modelle und Algorithmen von F&E-Vorhaben des Partners HS Hof ein. Umgekehrt dienen die Erkenntnisse und Ergebnisse dieser Kooperation für das LANUV NRW zur Weiterentwicklung seines hydrometeorologischen Messnetzes und zur Ertüchtigung im Hinblick auf zukünftige Anwendungen (Integration weiterer Messnetze, Datenbereitstellung, Betriebsmanagement, etc.). Die im Rahmen der Kooperation entwickelten Lösungen und Strategien haben Vorbildcharakter und lassen sich auf andere Messnetze übertragen.
Zur Herstellung fester, poroeser Werkstoffe im Verpackungsbereich findet das Prinzip der druckthermischen Verfestigung (Waffelbackverfahren) Anwendung. Verschiedene Staerkematerialien werden unter Zusatz weiterer Komponenten (z.B. Naturfaserstoffen) mit Wasser zu einer Masse vermischt, die zwischen beheizten Platten druckthermisch aufgeschaeumt und verfestigt wird. Erstmals wurde dieser Prozess durch Temperatur- und Druckverlaufsmessungen exakt beschrieben. Die gewonnene Prozesskenntnis ermoeglichte die Entwicklung eines thermodynamischen Modells, das den Herstellungsprozess mathematisch beschreibt. Im Ergebnis dessen kann z.B. der Einfluss der Produktdicke und der Zusammensetzung der Ausgangsmasse auf die Prozessparameter und die Produkteigenschaften ermittelt werden.