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Leitfaden zur umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung: Rechenzentren und Rechenzentrums-Dienstleistungen

In den Arbeitsbereichen der öffentlichen Hand spielen Rechenzentrums-Dienstleistungen und die Beauftragung zum Neubau eines Rechenzentrums (RZ) eine große Rolle. Die Green-IT Initiative des Bundes hat sich zudem verpflichtet, die Kriterien des Blauen Engels für Rechenzentrum in allen bundeseigenen Haupt-Rechenzentren zu erfüllen und die umweltverträglichsten IT-Produkte und IT-Dienstleistungen zu beschaffen. Der IT Planungsrat verpflichtet Länder und Kommunen für den Einsatz einer nachhaltigen IT in der Verwaltung zu sorgen. Zudem erwartet die Bundesregierung, dass in Deutschland neue Rechenzentren ab 2027 klimaneutral betrieben werden und dass bei IT-Beschaffungen des Bundes Zertifizierungen wie der Blaue Engel Standard werden. Um die Anforderungen der Politik gerecht zu werden und die Zielerreichung der Green-IT Initiativen nicht durch den Einkauf von externer Rechenzentrums-Dienstleistungen zu gefährden, müssen die beauftragen Leistungen einen hohen Umweltstandard erfüllen, der derzeit nur durch die Anforderungen des Umweltzeichens Blauen Engel für Rechenzentren gewährleistet ist. Relevante Umweltwirkungen von Rechenzentren werden durch den Stromverbrauch, den Ressourcenverbrauch der IT und durch klimaschädliche Emissionen von Kältemitteln und Schaltanlagen verursacht. Der Beschaffungsleitfaden adressiert gute Unternehmenspraxis, vertragliche Anforderungen, kontinuierliche Energieeffizienz, klimaschädliche Chemikalien, bauliche Anforderungen und Anforderungen an Neuanschaffungen. Mit dem vorliegenden Leitfaden werden die öffentlichen Beschaffungsstellen dabei unterstützt, umweltverträgliche RZ-Hardware, RZ-Infrastruktur und RZ-Dienstleistungen auszuschreiben und zu beschaffen. Der Leitfaden basiert auf den Kriterien des Das Umweltzeichen Blauer Engel für Rechenzentren (DE-UZ 228), Ausgabe Januar 2023. Veröffentlicht in Leitfäden und Handbücher.

Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz, Teilvorhaben: Elektrische Verluste

Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.

Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz, Teilvorhaben: Optimierungmodell

Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.

Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz, Teilvorhaben: Nachhaltigere Schaltanlagen

Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.

Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz, Teilvorhaben: Nachhaltige Materialien und Prozesse

Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.

Ressortforschungsplan 2023, Mitwirkung bei und Auswertung von internationalen Untersuchungen zur Brandsicherheit bestehender und neuer Reaktoranlagen

Automatisiertes Demontieren und Separieren von elektrotechnischen Komponenten mit KI-gestützter, selbstlernender Demontage und Vorsortierung, Teilvorhaben: Aufbau einer robotergetriebenen Demontagestraße im Produktionsumfeld 'Schaltanlagenbau'

Saale Energie GmbH - wesentlichen Änderung der Kraftwerksblöcke zur Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Prozessdampf in zwei konventionellen Dampfkraftwerksblöcken durch eine Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) inklusive einer Ersatzstromanlage und einer Industriegasturbinenanlage (IGT) am Standort Schkopau

Das Kraftwerk (KW) Schkopau befindet sich im Süden des Bundeslandes Sachsen-Anhalt, zwischen den Städten Halle und Merseburg, in der Gemeinde Schkopau im Saalekreis, Gemarkung Korbetha. Es liegt direkt neben einem Chemiepark mit Industriebetrieben (z. B. der DOW Olefinverbund GmbH) mit erhöhtem Energiebedarf, in ca. 700 m Entfernung zur Saale. Das Kraftwerk wurde im Juli 1996 offiziell in Betrieb genommen. Nach dem aktuellen Stand wird der Kohleausstieg für das Kraftwerk Schkopau im Dezember 2034 erwartet. Die Saale Energie GmbH (SEG) ist Eigentümer und führt den Betrieb des Braunkohlekraftwerks Schkopau mit zwei braunkohlebefeuerten Blöcken (Blöcke A und B) mit einer elektrischen Gesamtbruttoleistung von ca. 915 MW. Die Saale Energie GmbH beabsichtigt, im Zuge der Energiewende das Kraftwerk Schkopau von einem ausschließlich mit Braunkohle betriebenen Kraftwerk, das in Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Prozessdampf in zwei konventionellen Dampfkraftwerksblöcken erzeugt, zu einem flexiblen und schnell auf Laständerungen reagierenden Kraftwerk auszubauen. Zukünftig soll die Herstellung von Prozessdampf, Wärme und Strom auch in einer Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD) sowie einer Industriegasturbinenanlage (IGT) erfolgen. Das Projekt wird unter der Bezeichnung „Zukunft Ener-gieversorgung Sachsen-Anhalt“ (ZESA) geführt. Die Errichtung der Neuanlagen soll auf vorhandenen, unbebauten Flächen südwestlich neben der Hilfskesselanlage (Baufeld 1 für das IGT-Kraftwerk), südwestlich von Kohleblock B (Baufeld 2 für das GuD-Kraftwerk) sowie in geringem Maße neben den Maschinentransformatoren Block A und B (Baufeld 3 für Schaltanlagen der IGT) erfolgen.

Nachhaltige Schaltanlagen für das Mittelspannungsnetz

Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien und durch die Zunahme der Elektromobilität wird das Mittelspannungsnetz in Deutschland zunehmend belastet und muss dementsprechend ausgebaut werden. In diesem Kontext spielen Schaltanlagen als zentrales Element für die Energieverteilung und den Netzschutz eine entscheidende Rolle. Aufgrund der hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und mit einer Lebensdauer von mehr als 30 Jahren kann die Auslegung und das Design dieser Komponenten bisher als konservativ und vor allem Funktionsgetrieben angesehen werden; Aspekte der Nachhaltigkeit spielen abgesehen vom Ersatz von SF6 als Isoliergas bisher keine relevante Rolle. Ziel des Projects GreEner Tech ist es, Schaltanlagen im Mittelspannungsnetz grundlegend neu zu denken und nachhaltig zu gestalten. Dazu sollen unter anderem bessere und nachhaltigere Materialien gefunden, Konstruktionen verbessert und der Einsatz von Rohstoffen verringert werden. Insbesondere soll im Projekt ein neuer integrierter Ansatz gewählt werden, der das Design und die Materialauswahl mit wissenschaftlichen Methoden der Nachhaltigkeitsforschung verknüpft und den gesamten kooperativen Wissens- und Datengewinn in einer gemeinsamen digitalen Optimierungsplattform bündelt. So kann in Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Netzbetreibern eine bessere Infrastruktur für das deutsche Mittelspannungsnetz entwickelt werden.

KI-gestützte Assistenz- und Prognosesysteme für den nachhaltigen Einsatz in der intelligenten Verteilnetztechnik, Teilvorhaben: Analyseverfahren zur Detektion von Personen und Teilentladungen mit niedrigauflösenden Infrarotbildsensoren

Das beantragte Fördervorhaben AProSys verfolgt das Ziel, die sensorbasierte Zustandsüberwachung nachhaltig in ein kognitives Assistenzsystem mit Schwerpunkt KI-basierter Prognostik zur Anwendung innerhalb des Verteilnetzes zu transformieren, um die Energie- und Mobilitätswende in Deutschland erfolgreich zu gestalten. Im Rahmen des beantragten Vorhabens AProSys wird eine optimierte multifunktionale Variante eines sensorischen Überwachungssystems für Mittelspannungsschaltanlagen für die Lebensdauerprognose adaptiert. Konzepte zur Neugestaltung der Dienstleistungen im Verteilnetz werden erarbeitet und validiert, damit die Assistenzsysteme einen effizienten Betrieb und eine wirtschaftliche Instandhaltung in Unternehmen ermöglichen können. Der Schwerpunkt der Arbeiten im Teilvorhaben liegt auf der Personendetektion. Ziel ist dabei, aus niederauflösenden, radiometrischen Sensordaten unter Anwendung von Algorithmen zur Bildverarbeitung, KI-Methoden und Deep-Learning eine sichere Präsenzdetektion von einer oder mehrerer Personen abzuleiten. Mittels dieser soll ein Algorithmus erstellt werden, dessen Detektionssicherheit hoch ist und der eine effiziente Berechnungsmethodik bietet um die benötigte CPU-Zeit zu minimieren. Eine sichere Personendetektion kann die Sicherheit der Anlage enorm erhöhen, wenn Personen die sich spannungsführenden Baugruppen nähern, erkannt und alarmiert werden. Die Arbeiten im Arbeitsbereich Teilentladung fokussieren sich vor allem auf das Sensordesign zur Erkennung von Teilentladungsvorgängen im Infrarotbereich. Da die Teilentladung jedoch recht schnell im Vergleich zur Zeitkonstante des Sensors vonstatten gehen wird gilt es zu untersuchen ob die Detektionsschwelle des Sensors ausreicht um das Phänomen optisch zu detektieren.

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