Zentrales Ziel des Verbundprojekts MAHWIN ist die bauliche Optimierung eines Heliostatsystems im Hinblick auf dynamische Windlasten durch die Erforschung einer einfach anwendbaren, genauen und damit praxistauglichen Methodik zur effizienten Auslegung entsprechend den jeweiligen lokalen Windverhältnissen und konstruktiven Ausführungsvorgaben. Durch ein besseres Verständnis der dynamischen Lasten und eine schnelle Berechnung und Bewertung baulicher Varianten soll das zu erforschende Verfahren erstmals die gezielte Minimierung der Windlasten ermöglichen. Am Ende einer entsprechenden funktions- und kostenoptimalen Feinabstimmung der Bauweise, Antriebstechnologie sowie der Fertigungstechnik steht ein serientaugliches Heliostatkonzept mit herausragend hoher Verfügbarkeit im Kraftwerksbetrieb und minimiertem Investitionsrisiko durch nachgewiesene Standsicherheit für jeweils standortspezifische Windbedingungen. Dieses Heliostatkonzept soll abschließend im Rahmen des Forschungsprojektes in prototypischer Form erprobt werden, um nach Projektende und entsprechender Weiterentwicklung durch die Industriepartner zeitnah am Markt zur Verfügung zu stehen.
Bei der Bewertung von Infiltrationsvorgängen in Erdbauwerken (Böschungen, Dämme, Deiche) kommt es bei manchen Fragestellungen darauf an, die sich verändernden Druckverhältnisse in ihrer Dynamik zu beschreiben. Bei Teilsättigung, wenn der Porenraum nicht vollständig mit Wasser gefüllt ist, werden das Wasserspeichervermögen und die Wasserdurchlässigkeit eines Bodens maßgeblich vom Sättigungsgrad beeinflusst. Bei der Modellierung teilgesättigter Fließprozesse ist daher die Kenntnis dieser bodenhydraulischen Eigenschaften erforderlich. Die Bestimmung der funktionalen Beziehungen zwischen Wassergehalt und Saugspannung (der sogenannten Wasserspannungskurve oder pF-WG-Kurve) sowie zwischen Durchlässigkeit und Wassergehalt (der so genannten ku-Kurve) ist ziemlich aufwändig. In Ermangelung von Kenngrößen werden entsprechende Parameter aus der Literatur entnommen und im Programm eingesetzt, obwohl diese Werte i.A. an Bodenproben bestimmt wurden, die sich nicht in dem Spannungs-/Verdichtungszustand befinden, der für die untersuchte geotechnische Fragestellung kennzeichnend ist. Zielsetzung dieses Vorhabens ist, einen Versuchstand zu entwickeln, der eine rasche Bestimmung der bodenhydraulischen Eigenschaften an Bodenproben unter verschieden Spannungs-/Verformungszuständen ermöglicht. Im Berichtszeitraum wurden In- und Exfiltrationsexperimente an Bodenproben durchgeführt. Es wurden jeweils fünf hydraulische Belastungsstufen angelegt. Durch die Verdichtung der Probe infolge Auflast wurde das Porenvolumen und seine -größenverteilung beeinflusst, der Anteil Feinporen nahm gegenüber dem der Grobporen zu. Mit zunehmender Verformung infiltriert entsprechend weniger Wasser in die Bodenprobe. Gleichzeitig kann durch den vergrößerten Anteil an Feinporen das Wasser stärker kapillar gebunden werden und die Bodenprobe dräniert erheblich langsamer. Die durchgeführten Versuche bestätigen die Vermutungen zum Einfluss Auflast/Verformung auf die bodenhydraulischen Eigenschaften und unterstreichen die Bedeutung des Verdichtungszustandes bei der Einschätzung der bodenhydraulischen Eigenschaften. Im Verlauf der Versuche wurde deutlich, dass die Interpretation der untersuchten Prozesse eine zuverlässigere Wassergehaltsmessung und generell eine grundlagenorientiertere Vorgehensweise erfordert. Diese Anforderungen sprengen den Rahmen anwendungsorientierter Forschung. Eine Weiterführung der durch dieses FuE-Vorhaben angestoßenen Fragestellungen wird derzeit vom Institut für Boden- und Felsmechanik im Rahmen einer DFG-Forschergruppe erwogen.
Mit dem Projekt sollte untersucht werden, wie Umweltschadstoffe und umweltrelevante Prozesse in Abwaessern und Schlaemmen in-situ detektiert werden koennen und wie sich ein entsprechender Sensor realisieren laesst. Fuer solche Anwendungen sollten die Moeglichkeiten, Grenzen der Anwendung unbeschichteter ATR-Sensoren untersucht werden. Aus dem Sensorsignal lassen sich Aussagen ueber - den Wassergehalt in Schlaemmen, - Art und Konzentration der Partikel und - Art und Konzentration organischer Verunreinigungen ableiten. Der Wassergehalt von Schlaemmen kann aus der Lichtstreuung an den Partikeln bestimmt werden. Fuer Partikel, deren Durchmesser etwa 3 mym reicht, koennen quantitative Aussagen und Strukturinformationen gewonnen werden. Das ATR-Spektrum gestattet zudem die Beurteilung geloester organischer Verunreinigungen, sofern deren Konzentration mindestens 0,1 Vol.-Prozent betraegt.