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Review der wassergebundenen Transportprozesse von Radionukliden im Boden

Neue Strategien zur Anpassung an zukünftige physikalisch-ozeanografische Extremszenarien an deutschen Küsten, Vorhaben: Saisonale Vorhersagen, Auswirkungen und Storylines mariner Extremereignisse'

Umgang mit der Datengrundlage des Inventars radioaktiver Abfälle für die Endlagerung (InvEnd II) : FKZ 4723E03310

Im Forschungsvorhaben (FoV) „Stellenwert des Inventars radioaktiver Abfälle bei der Standortauswahl für ein Endlager – InvEnd“ wurden umfassende Anforderungen an das Inventarmodell zur Durchführung von vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen (vSU) nach dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik zusammengestellt und begründet. Zudem wurden erste qualitative Überlegungen in Bezug auf die Ungewissheit der Eingangsdaten und der Modellansätze des Inventarmodells angestellt. Auf dieser Grundlage werden im vorliegenden FoV „Umgang mit der Datengrundlage des Inventars radioaktiver Abfälle für die Endlagerung – InvEnd II“ die Anforderungen und Aussagen zum Inventarmodell im Hinblick auf Aspekte der Qualitätssicherung und -kontrolle (QA/QC) durch die Aufsichtsbehörde vertieft betrachtet. Dazu werden etablierte Methoden zum Umgang mit Ungewissheiten und zur Verifikation und Validierung des Inventarmodells durch Auswertung von endlagerspezifischer wie auch allgemeiner technisch-wissenschaftlicher Literatur zusammengestellt.

Strategien für die Probenahme von Feststoffen aus überwachungsbedürftigen Rückständen zur Bestimmung der spezifischen Aktivität natürlicher Radionuklide mittels gammaspektrometrischer Analyse : Vorhaben 3622S12291

Bei industriellen oder bergbaulichen Prozessen wie z. B. bei der Gewinnung, Verarbeitung und Aufbereitung von Erdöl und Erdgas und aus der Tiefengeothermie, aus der Grundwasseraufbereitung, aus der Gewinnung und Aufbereitung von Erzen und Mineralien oder der Roheisenherstellung können Rückstände entstehen, die natürlich vorkommende Radionuklide enthalten. Diese Rückstände können strahlenschutzrechtlich überwachungsbedürftig sein, und ihre weitere Handhabung ist im Strahlenschutzgesetz geregelt.Die Rückstände sind für eine geplante Entsorgung (d.h., Verwertung oder Beseitigung) strahlenschutz-fachlich zu beurteilen, und unter anderem sind dafür die spezifischen Aktivitäten natürlich vorkommender Radionuklide zu bestimmen. Nach derzeitigem Stand von Wissenschaft und Technik ist die Gammaspektrometrie das in vielen praktischen Anwendungen am besten geeignete Messverfahren für die Aktivitätsbestimmung. Für die Aussagekraft der Aktivitätsbestimmung ist jedoch vorrangig die Probenahme entscheidend, denn die Zusammensetzung der Rückstände ist meist inhomogen, und die spezifischeAktivität kann je nach Art und Herkunft des Materials oder seiner Entstehung (z.B. des Aufbereitungsverfahrens) schwanken.

Schädigungsbasierte Regelung von Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Potentiale der Rotorblattoptimierung durch ein ökonomisiertes schädigungsbasiertes Reglungskonzept

Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen. Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von WN werden anwendungsbezogene Fragestellungen zum Verhalten von lastfallspezifischen Ermüdungsprozessen an einem realen Rotorblatt untersucht. Hierbei stellt sich für WN die Frage inwiefern sich das Design der Rotorblätter durch eine erhöhte Adaptivität des Gesamtsystems verändern wird.

Priority program (SPP) 1897: Calm, Smooth and Smart - Novel Approaches for Influencing Vibrations by Means of Deliberately Introduced Dissipation, Unterdrückung von Bremsenschwingungen durch bewusst eingebrachte Dämpfung

Bremsenschwingungen sind ein typisches Beispiel für NVH (noise, vibrations, harshness) Probleme in der Automobilindustrie. Die Kosten in Entwicklungsprozessen bei Kfz-Bremsen werden heute oft durch die Optimierung bzgl. dieser Komforteigenschaften dominiert. Das Ziel des Vorhabens ist es, Bremsen bezüglich der Eigenschaften calm und smooth positiv zu beeinflussen, also Bremsengeräusche und -schwingungen zu unterdrücken. Dies soll durch bewusst eingebrachte Dämpfung geschehen. Bei der Untersuchung von Dämpfungseinflüssen in Bremssystemen soll insbesondere der Einfluss von shims (Dämpfungsblechen) untersucht werden. Dies ist eine häufig in der Industrie verwendete Gegenmaßnahme gegen Quietschen, die aber nach dem Stand der Wissenschaft und Technik bisher von Ihrem Wirkprinzip nur schlecht verstanden und modelliert ist. Im Projekt sollen shims experimentell untersucht und modelliert werden. Die so entstandenen Modelle werden in FE-Gesamtmodelle der Bremse integriert um den Einfluss auf das Stabilitätsverhalten zu untersuchen.

Schädigungsbasierte Regelung von Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Schädigungsoptimale Regelung von Windenergieanlagen

Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen . Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von W2E wird eine Modellprädiktive Regelung für den Prototypeneinsatz entwickelt. Gerade die Frage der Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems ist eine der großen wissenschaftlich-technischen Herausforderungen dieses Vorhabens.

Schädigungsbasierte Regelung von Windenergieanlagen

Im Vorhaben DaCoWind sollen schädigungsbasierte Regelungsverfahren für Windenergieanlagen erforscht werden. Damit soll es möglich sein Windenergieanlagen in Betriebspunkten zu betreiben, die eine Netzstützung unter Berücksichtigung der strukturellen Integrität ermöglichen . Im Gegensatz zum Stand der Wissenschaft und Technik werden nicht nur Arbeitspunkte entsprechend der maximalen Leistungsausbeute betrachtet, sondern auch solche die einen signifikanten Beitrag zur Stützung eines elektrischen Netzes hauptsächlich bestehend aus erneuerbaren Energieerzeugern beitragen können. Hierdurch wird die Adaptivität der Windenergieanlage in Bezug auf seine Umgebungsbedingungen erhöht. Hierzu zählen neben den natürlichen Bedingungen aus dem Wind, bzw. Seegang im Offshore-Bereich, auch die augenblicklichen Eigenschaften des elektrischen Netzes. Mit einer adaptiven Regelung wird ein wesentlicher Beitrag zur Fusion heterogener Energieerzeuger zu einem homogenen Energiesystem geleistet. Im Teilvorhaben von W2E wird eine Modellprädiktive Regelung für den Prototypeneinsatz entwickelt. Gerade die Frage der Echtzeitfähigkeit des Gesamtsystems ist eine der großen wissenschaftlich-technischen Herausforderungen dieses Vorhabens.

Untersuchung zu Belastbarkeit, Regenerationsverhalten und Artendynamik von Schotterrasen

Die Bodenversiegelung als Folge anthropogener Flaechennutzung nimmt staendig zu. Innenstaedte und Gewerbegebiete erreichen nicht selten Versiegelungsgrade von mehr als 85 Prozent. Dabei wird die tiefbautechnisch uebliche, an hohen Anforderungen orientierte Befestigung von Parkplaetzen zunehmend kritisch gesehen. Bei nur periodisch oder gering belasteten Parkplaetzen wuerden sich vielfach auch Schotterrasen anbieten, die visuell, kleinklimatisch, oekologisch und kostenmaessig einen guenstige Alternative zu den altbekannten Rasengittersteinen und den in neuerer Zeit vielfach entwickelten Rasenfugenpflaster und Steinsystemen aus haufwerksporigem Beton (Einkornbeton) darstellen koennen. Obwohl Schotterrasen eigentlich eine alte Bauweise sind, entsprechen sie zumeist nicht den heutigen Anforderungen, da in der Vergangenheit keine Weiterentwicklung erfolgt ist. Ein definierter, in Normen oder Richtlinien niedergelegter Stand von Wissenschaft und Technik liegt nicht vor. Alternative Belagsarten wie Schotterdecken und wasserdurchlaessige Pflastersteinsysteme sind zumeist langfristig nicht ausreichend wasserdurchlaessig (wie in einer Dissertation der Universitaet Hannover nachgewiesen wurde) und, zumindest im Fall der Steinsysteme, auch mit erheblich hoeheren Baukosten verbunden. Literatur zu Schotterrasen gibt es generell wenig. In den einschlaegigen Fachbuechern findet sich nur jeweils ein kurzer, zum Teil nicht einmal einseitiger Abschnitt. Zu den Grenzen der Belastbarkeit aus Sicht der Vegetation sind ueberhaupt keine Untersuchungen bekannt. Auf eine aufwendige Kanalisation kann bei Schotterrasenparkplaetzen zumeist verzichtet werden. Sie koennen deshalb zur Entlastung des Kanalnetzes durch Versickerung von Oberflaechenwasser und zur Grundwasserneubildung beitragen. Die Eignung von Schotterrasen als Belag fuer gering belastete Verkehrs- und Stellflaechen fuer den KFZ-Verkehr, z.B. Parkplaetze, Feuerwehrzufahrten, Festplaetze, ist durch die Belastbarkeit und das Regenerationsverhalten der Rasennarbe begrenzt. Waehrend die infrage kommenden Graeser und die fuer eine ausreichende Tragfaehigkeit notwendigen Oberbauten bekannt sind, fehlen Kenntnisse ueber Eignung und Verhalten der Rasennarbe in Abhaengigkeit von unterschiedlichen Bauweisen, Baustoffen, Pflegeintensitaet und -frequenz, die in einem Freilandversuch untersucht werden. Aus den Ergebnissen des Vorhabens sollen Empfehlungen fuer Eignung und Anlage von Schotterrasenflaechen in Abhaengigkeit von der jeweiligen Belastung ableitbar sein. Wo Schotterrasen dann anstelle 'harter' Flaechenbefestigungen geeignet sind, koennen Bau- und Entwaesserungskosten (Abwasserabgabe, Kanalgebuehren) gespart werden. Deshalb sind auch Messungen zu Wasserdurchlaessigkeit und Versickerung, sowie die Erfassung des in das Kanalnetz zu leitenden restlichen Sickerwassers geplant. Der Versuchsplan wurde mit dem Foerdererkreis Landschafts- und Sportplatzbauliche Forschung Giessen e.V. abgestimmt und von diesem befuerwortet.

Auswirkungen des Klimawandels auf Planung und Betrieb von Verteilnetzen

Zum gegenwärtigen Stand von Wissenschaft und Technik bei der Planung und dem Betrieb von Verteilnetzen werden die zunehmenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastruktur bislang nur unzureichend berücksichtigt. Um den technischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Risiken, die sich aus den ansteigenden Umwelteinflüssen ergeben, in der Netzplanung und dem Netzbetrieb angemessen Rechnung zu tragen, ist eine Überprüfung der derzeitigen Planungs- und Betriebsgrundsätze und eine Anpassung an ihre zukünftigen Anforderungen dringend vonnöten. Im Fokus des Teilvorhabens der BUW steht daher die Ableitung zukunftsgerechter Grundsätze zur Planung und zum Betrieb von klimaresilienten Verteilnetzen. In Zusammenarbeit mit dem Projektkonsortium werden dabei zunächst die Auswirkungen des Klimawandels auf die Versorgungsinfrastrukturen analysiert und in Netzrisikokarten ausgewiesen. Anschließend wird der Nutzen verschiedener planerischer und betrieblicher Handlungsoptionen als Gegenmaßnahmen zu den Auswirkungen des Klimawandels evaluiert. Resultierende Handlungsempfehlungen werden abschließend in einem Leitfaden veröffentlicht, sodass auch nicht direkt am Projekt beteiligte Verteilnetzbetreiber ihre Planungs- und Betriebsgrundsätze hinreichend überarbeiten können.

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