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Technologische, wirtschaftliche und ökologische Optimierung des Laminationsprozesses für neue Zelltechnologien, Teilvorhaben: Anlagentechnologie

In diesem Teilprojekt werden neue Konzepte für Photovoltaik(PV)-Laminatoren grundlegend überarbeitet, weiterentwickelt und hinsichtlich Prozesszeit, Kosten, Energiekosten und CO2-Bedarf optimiert. Dafür werden Heiz- und Kühlkonzepte neu entwickelt und die verschiedenen Prozesskammern, Transportsysteme und Materialien angepasst und optimiert. Das Ziel ist eine Modulare Anlagentechnologie zu entwickeln, die spezifischer auf neue Anforderungen in der PV reagieren kann und für die Herstellung integrierte Solarmodule besser geeignet ist.

System Mammut - Transport- und Baufahrzeuge für die umweltschonende Errichtung von Bauwerken in der Natur im 90-Tonnen-Bereich

Ziel des Vorhabens ist die Umsetzung eines modularen Transportsystems - System Mammut. Kern des Systems Mammut sind ferngesteuerte, selbstfahrende Kettenfahrzeuge mit austauschbaren Aufbauten, wie verschiedene Schwerlastkrane. Vorteile des Systems sind eine gute Geländegängigkeit und ein raumsparender Schwenkbereich in Kurven. Dadurch können schwere Eingriffe in die Landschaft, vor allem durch Wegebau, vermieden werden. Außerdem verdichten Kettenfahrzeuge durch ihre breite Auflagefläche und größere Verteilung des Gewichts die Böden wesentlich geringer als radbasierte Transportmittel. Mit dem Vorhaben wird ein innovatives Konzept für den Transport von massiven Bauteilen auf unwegsamem Gelände umgesetzt. Durch den Einsatz von Kettenfahrzeugen in diesem Bereich ergibt sich eine erhebliche Umweltentlastung gegenüber den konventionellen Transporten.

System kooperierender Fahrzeuge für einen individualisierten Öffentlichen Verkehr, Teilvorhaben: Konzeption und Entwicklung von Systemkomponenten und Algorithmen zur Planung und Auslegung eines schwarmartigen Mobilitätssystems

Aktionsprogramm: Modellvorhaben der Raumordnung (MORO), Erreichbarkeiten und Mobilitätsansprüche innerhalb großräumiger Verantwortungsgemeinschaften

Im Rahmen des Projektes werden die Erreichbarkeiten und Mobilitätsansprüche in Metropolregionen in Deutschland untersucht. Das Ziel ist die Ableitung von Empfehlungen aus regional- und raumplanerischer Sicht für die Weiterentwicklung und Anpassung der Verkehrssysteme insbesondere im Regional- und Fernverkehr. Ausgangslage: Die Leitbilder der Raumentwicklung in Deutschland verfolgen den strategischen Ansatz der vernetzten 'großräumigen Verantwortungsgemeinschaften' zwischen Städten, Metropolen und ländlichen Wachstumsregionen sowie peripheren und strukturschwachen Regionen. Die im Leitbild 'Wachstum und Innovation' dargestellten Verflechtungsräume erstrecken sich weit über das engere Stadt-Umland oder die Kooperation von benachbarten Städten hinaus und überschreiten administrative Grenzen. Ziel: Gegenstand der MORO-Studie ist die Untersuchung der verkehrlichen Vernetzung zur Wahrnehmung der gemeinsamen großräumigen Verantwortung in metropolitanen Großregionen. Zu klären ist, welche passfähigen Netzkonzeptionen, Achsenkonzepte sowie Verkehrsverbünde vorliegen und inwiefern die heute vorhandenen An- oder Verbindungen der raumordnerischen Vorstellung großräumiger Verantwortungsgemeinschaften gerecht werden. Als Bewertungsmaßstab sollen die 'Richtlinien für integrierte Netzgestaltung' (RIN) der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen dienen. Darin sind Planungshilfen für die integrierte Verkehrsnetzplanung vorgegeben, die Aspekte der Raum- und Umweltplanung einbeziehen. Es soll überprüft werden, inwieweit die Ergebnisse der RIN-Bewertung in Einklang gebracht werden können mit der künftigen Politik für das transeuropäische Verkehrsnetz. Die Auswertungsmethode der Phase I beinhaltet die Anwendungen der RIN und führt eine vergleichende Bewertung der Netzqualitäten von großräumigen Verantwortungsgemeinschaften durch. Ziel der Untersuchung ist die Ableitung von Empfehlungen aus regional- und raumplanerischer Sicht für die Weiterentwicklung und Anpassung der Verkehrssysteme insbesondere im Regional- und Fernverkehr.

Fachliche Beratung und Mitarbeit bei der Weiterführung des Umweltmanagementsystems an der TU Dresden

Seit dem 8. Januar 2003 ist die TU Dresden in das EMAS-Verzeichnis bei der IHK Dresden eingetragen und somit die erste technische Universität mit einem validierten Umweltmanagementsystem nach EMAS (Registrierungsurkunde). Die Validierung ist insbesondere auf den erfolgreichen Abschluss des Projektes 'Multiplikatorwirkung und Implementierung des Öko-Audits nach EMAS II in Hochschuleinrichtungen am Beispiel der TU Dresden' zurückzuführen. Mit der Implementierung eines Umweltmanagementsystems ist zwar ein erster Schritt getan, jedoch besteht die Hauptarbeit für die TU Dresden nun, das geschaffene System zu erhalten und weiterzuentwickeln. Für diese Aufgabe wurde ein Umweltmanagementbeauftragter von der Universitätsleitung bestimmt. Dieser ist in der Gruppe Umweltschutz des Dezernates Technik angesiedelt und wird durch eine Umweltkoordinatorin, den Arbeitskreis Öko-Audit, die Arbeitsgruppe Öko-Audit und die Kommission Umwelt, deren Vorsitzende Frau Prof.Dr. Edeltraud Günther ist, tatkräftig unterstützt. Die Professur Betriebliche Umweltökonomie arbeitet in dem Arbeitskreis und der Arbeitsgruppe Öko-Audit mit und steht dem Umweltmanagementbeauftragten jederzeit für fachliche Beratung zum Umweltmanagement zur Verfügung. Ein wesentlicher Erfolg der TU Dresden auf dem Weg zu einer umweltbewussten Universität ist die Aufnahme in die Umweltallianz Sachsen, die am 08. Juli 2003 stattgefunden hat. Informationen zum Umweltmanagementsystem der TU Dresden sind unter 'http://www.tu-dresden.de/emas' zu finden.

Lokale integrierte Batteriewertschöpfung für europäische Unabhängigkeit

Mobility2Grid: Effiziente und vernetzte Systeme für die klimaneutrale Stadt, Forschungscampus Mobility2Grid: Effiziente und vernetzte Systeme für die klimaneutrale Stadt

Sonderforschungsbereich (SFB) 1357: MIKROPLASTIK - Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze; MICROPLASTICS - Understanding the mechanisms and processes of biological effects, transport and formation: From model to complex systems as a basis for new solut, Teilprojekt A 05: Auswirkungen von Mikroplastik-Partikeln auf zellulärer Ebene

Teilprojekt A05 hat zum Ziel die Auswirkungen von Mikroplastik-Partikeln (1 bis 5 Mikro m) auf zellulärer Ebene zu untersuchen. An vier Modell-Zelllinien sollen Aufnahme, intrazelluläre Verteilung, Abbau/Ausscheidung, sowie physiologische Effekte untersucht werden. Weitere Studien werden an einfachen Gewebeverbünden (2D- und 3D-Mikrogeweben) sowie an Primärzellen der Modellorganismen des SFB durchgeführt. Neben den Mikroplastik-Partikeln des SFB werden auch Tonmineralien und Celluloseacetat-Partikel vergleichbarer Größe und Oberflächenbeschichtung untersucht, um spezifische MP-Effekte von etwaigen generischen Effekten nach Kontakt mit Mikro m-Partikeln abzugrenzen.

BMVI-Expertennetzwerk Wissen - Können - Handeln, Untersuchungen der Auswirkungen eines möglichen Klimawandels in der Deutschen Bucht und den Seeschifffahrtsstraßen, Entwicklung von Anpassungsoptionen, Behördenvernetzung und Beteiligung im Nutzerdialog zur Erhöhung der Resilienz des Verkehrssystems

Einfluss von Meeresspiegelanstiegs- und Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik und Geometrie in der Tideelbe Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks „Wissen – Können – Handeln“ Im BMVI-Expertennetzwerk (2020-2025) untersucht die BAW Hamburg gemeinsam mit weiteren Fachbehörden des BMVI die Auswirkungen eines möglichen Klimawandels auf die Funktionsfähigkeit der Seeschifffahrtsstraßen und entwickelt Anpassungsoptionen zur Erhöhung der Resilienz des Systems (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Aufgabenstellung und Ziel Im BMDV-Expertennetzwerk haben sich sieben Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) zusammengeschlossen (DWD, BSH, BfG, BAW, DZSF/EBA, BASt und BAG). Im Themenfeld 1 des BMDV-Expertennetzwerks werden durch Klimaveränderungen und extreme Wetterereignisse bedingte Auswirkungen für Verkehr und Infrastruktur bestimmt und beispielhaft Anpassungsoptionen entwickelt. Die Phase 2 (Laufzeit 2020 bis 2025) baut auf der Phase 1 (2016 bis 2019) des Expertennetzwerks auf, indem weitere Klimawirkungen in die Betrachtung integriert, Modellansätze weiterentwickelt und Wissenslücken geschlossen werden. Der Schwerpunkt der BAW am Standort Hamburg liegt auf der Untersuchung der Funktionsfähigkeit des Verkehrssystems Seeschifffahrtsstraße mit dem Küstenbereich und den Seehafenzufahrten. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Der zukünftige globale mittlere Meeresspiegelanstieg (SLR) wird in der Deutschen Bucht und ihren Ästuaren unter anderem einen Einfluss auf die dortigen Ökosysteme, den Küstenschutz sowie die Seeschifffahrtsstraßen haben. Der SLR hebt nicht nur die Wasserstände an, sondern verändert auch die Tidedynamik und somit die Topografie der Watten. In der Vergangenheit konnten die Wattgebiete der Deutschen Bucht größtenteils mit dem SLR mitwachsen (Benninghoff und Winter 2019; Lepper et al. 2023). Die zukünftige Entwicklung der Watten bei beschleunigtem SLR ist jedoch ungewiss. Um mögliche Wechselwirkungen zwischen SLR, Wattentwicklung und Tidedynamik zu erfassen, wird in der hier beschriebenen Sensitivitätsstudie der Einfluss von Meeresspiegelanstiegsszenarien und vereinfachten hypothetischen Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik in der Tideelbe untersucht (Mahavadi et al. 2024). Die Untersuchung fördert ein verbessertes Systemverständnis und bildet eine Grundlage, um zukünftige Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel zu entwickeln. Untersuchungsmethoden Für die Untersuchung wird das hydrodynamisch-numerische (HN) Modellverfahren UnTRIM² (Casulli 2008) eingesetzt. Das verwendete HN-Modell umfasst das Gebiet der gesamten Deutschen Bucht von Terschelling in den Niederlanden bis Hvide Sande in Dänemark sowie die Ästuare von Ems, Weser und Elbe. Mit dem Modell werden verschiedene vereinfachte, hypothetische Wattwachstumsszenarien für einen SLR von 110 cm untersucht. Dabei werden die Wattflächen im gesamten Modellgebiet gleichmäßig um 50 % bzw. 100 % mit dem Meeresspiegel angehoben. In der Tideelbe werden außerdem die folgenden zwei Szenarien betrachtet: - ein Anheben der Watten bis in die Mündung der Tideelbe (Szenario A), - ein Anheben der Watten in der gesamten Tideelbe (Szenario B). Im Rahmen einer sich an die Modellrechnung anschließenden Auswertung der Modellergebnisse für einen Analysezeitraum mit typischen Verhältnissen ohne starken Wind werden Tidekennwerte des Wasserstandes entlang der Tideelbe sowie geometrische Parameter analysiert und visualisiert. Eine detaillierte Beschreibung der Untersuchungsmethoden und der Ergebnisse ist in Mahavadi et al. (2024) zu finden. Einfluss von Meeresspiegelanstiegs- und Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik und Geometrie in der Tideelbe Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks „Wissen - Können - Handeln“ Im BMVI-Expertennetzwerk (2020-2025) untersucht die BAW Hamburg gemeinsam mit weiteren Fachbehörden des BMVI die Auswirkungen eines möglichen Klimawa

Entwicklung eines Verfahrens zur Berechnung von Binnenschiffsemissionen

In einer Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme der Universität Duisburg-Essen wird eine Software (BinEm) entwickelt, die mithilfe der Messung von Luftschadstoffen auf Binnenschiffen unter realen Betriebsbedingungen kalibriert und validiert werden soll. Aufgabenstellung und Ziel Die Schifffahrt soll nach Vorgaben der EU bis zum Jahr 2050 klimaneutral werden. Zur zwischenzeitlichen Reduktion der Treibhausgas- und Schadstoffemissionen werden verschiedene Technologien (z. B. Abgasreinigung) eingesetzt. Um den Einfluss von neuen Technologien auf die Schiffsemissionen abschätzen zu können, sind realistische Angaben zu den emittierten Schadstoffen durch die Binnenschifffahrt notwendig. Die bisher veröffentlichten Emissionsdaten, die der Binnenschifffahrt zugerechnet werden, basieren auf Modellen mit vielen Annahmen, die die Betriebsparameter im realen Einsatz sehr vereinfacht abschätzen. Aus diesem Grund wurde im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsvorhabens der BAW und der Universität DuisburgEssen ein Verfahren zur Berechnung der Binnenschiffsemissionen entwickelt. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Mit der im Rahmen der Forschungskooperation mit dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) entwickelten Software können Emissionen der Binnenschifffahrt für beliebige Regionen und Schiffsflotten modelliert werden. Damit steht der BAW eine Methode zur Verfügung, die es ermöglicht, den Anteil der Binnenschifffahrt an den Luftschadstoffen abzubilden und den Erfolg von Emissionsminderungsmaßnahmen zu bewerten. Auf Basis dieser Ergebnisse können Entscheidungsträger im BMDV und in der GDWS erfolgversprechende Maßnahmen zur Minderung von Binnenschiffsemissionen gezielt ableiten, geltende Vorschriften anpassen oder neue erlassen. Untersuchungsmethoden Das entwickelte Verfahren besteht aus mehreren Modulen. Zunächst wird der Schiffswiderstand in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit über Grund und der Strömung berechnet (Noß und Kossmann 2021). In dem aktuellen Verfahren wird nun auch der zusätzliche Widerstand bei Kurvendrift berücksichtigt. Hierfür greift das Programm auf einen äquivalenten Geradeauswiderstand zurück und addiert in Abhängigkeit des Driftwinkels einen in einer Datenbank hinterlegten Beiwert für den zusätzlichen Widerstand durch Schräganströmung. Anschließend werden der Gütegrad der Propulsion und die Propellerdrehleistung ermittelt. Mithilfe charakteristischer Propellerfreifahrtdiagramme und Motorenkennfelder sowie leistungsbezogener Faktoren werden final der Kraftstoffverbrauch und die Schiffsemissionen berechnet (Noß und Kossmann 2022). Die Spannweite an Schiffs- und Motorenparametern ist sehr groß. Basierend auf Simulations- und Modellversuchsergebnissen charakteristischer Schiffe (Noß und Kossmann 2021, 2022; Kossmann und Wierczoch 2022) wurden einzelne Widerstandsbeiwerte und der Gütegrad der Propulsion in Abhängigkeit von Schiffsgeschwindigkeit und Wassertiefenverhältnis zu Abladetiefenverhältnis berechnet. Der für die Propulsion verwendete Propeller ähnelt in seiner Geometrie einem charakteristischen Binnenschiffs-Düsen-Propeller. In Abhängigkeit von der berechneten Propulsions- bzw. Bremsleistung, der Schiffsgröße und der Anzahl der Propeller wählt das Verfahren einen passenden Motor in einer Datenbank aus. Diese beinhaltet für schnelllaufende Dieselmotoren mit Leistungen zwischen 400 und 1200 kW Daten zur Motorleistung, Drehzahl und zum spezifischen Kraftstoffverbrauch. Der gewählte Ansatz ist für den Großteil der Flotte sowie Betriebspunkte während einer typischen Streckenfahrt anwendbar. Situationen wie Ausweichmanöver, Ausweichmanöver, Schleusenfahrten oder An- und Ablegemanöver lassen sich mit diesem Ansatz jedoch nicht abbilden.

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