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FP4-NNE-THERMIE C, Matrixturbine (Schleusenturbine) im Donaukraftwerk Freudenau - Pilotversuch und Demonstration

Matrixturbine (Schleusenturbine) im Donaukraftwerk Freudenau: Bei Wasserkraftwerken an schiffbaren Fluessen entstehen durch Schleusungen erhebliche Energieverluste, welche sich fuer die bestehenden Donaukraftwerke mit rund 110 GWh/a abschaetzen lassen. Daher werden seit geraumer Zeit wirtschaftliche Moeglichkeiten gesucht, um die den Schleusungsvorgaengen innewohnende mechanische Energie zur Stromerzeugung zu nutzen. Im Falle des Kraftwerkes Freudenau ergibt sich nun die Chance, im Rahmen eines von der Europaeischen Union gefoerderten Projektes, ein neuartiges, gemeinsam von Verbund, der VoestAlpine MCE und Bouvier Hydro (Frankreich) entwickeltes Konzept in einem Pilotversuch zu erproben. Eine Matrixturbine besteht aus mehreren, gleich aufgebauten, kleinen Rohrturbinen und Generatoren, die mittels eines Rahmens zu einer Einheit zusammengefasst sind. Die Turbinen werden sowohl beim Fuellen, als auch beim Entleeren, dabei aber in umgekehrter Richtung, durchflossen. Den einzelnen Matrixeinheiten sind Absperrklappen in Form von Jalousien vorgeschaltet, welche den Wasserstrom freigeben und unterbinden koennen. Die Asynchrongeneratoren werden von den Propellerturbinen (starre Laufschaufeln) angetrieben. Das Laufrad ist so geformt, dass es in beiden Stroemungsrichtungen des Triebwassers akzeptable Wirkungsgrade erreicht. Zum Pilotversuch im Kraftwerk Freudenau wird die Matrixturbine in den Dammbalkenschlitz des Fuell- und Entleerkanals einer Schleusenkammer eingesetzt. Die Matrix besteht aus 5 x 5, also 25 Einzelmaschinensaetzen, mit je 1 m 2 Querschnittsflaeche. Die Generatoren sind schaltungsmaessig in drei Gruppen (maximale Gesamtdauerleistung 5000 kW) zusammengefasst. Nach Transformation der Generatorspannung auf die Spannungsebene der Hauptgeneratoren (10,5 kV) wird die elektrische Energie direkt auf der Unterspannungsseite der Blocktransformatoren eingespeist. Die gesamte Matrix kann bei Stoerungen rasch wieder ausgebaut werden. Die Anforderungen an eine Schleusenturbine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen beidseitig anstroembar ausgefuehrt werden muessen und dass die Fallhoehe im Laufe der Schleusung kontinuierlich abnimmt. Unter der Annahme, dass pro Jahr 6500 Fuellvorgaenge bzw Entleerungsvorgaenge der mit der Matrixturbine ausgeruesteten Schleuse des Kraftwerkes Freudenau vorgenommen werden und dass ab Erreichen der maximalen durch die Turbinen verarbeitbaren Wassermenge diese Schleuse auch zur staendigen Wasserabfuhr herangezogen wird, kann jaehrlich elektrische Energie im Ausmass von rund 3,7 GWh erzeugt werden; das entspricht etwa dem Energiebedarf von 800 Haushalten. Bei diesem Pilotprojekt bietet sich die Moeglichkeit, das Konzept der Matrixturbine in seiner allgemeinsten Form, sowohl im Schleusungsbetrieb bei beiderseitiger Anstroemung, variabler Fallhoehe und Verwendung von Jalousieklappen, als auch im Dauerbetrieb (z. B.: bei Hochwasser) praktisch zu erproben. ... Hauptauftragnehmer: Österreichische Donaukraftwerke AG; Wien;

Statistik der öffentlichen Wasserversorgung und der öffentlichen Abwasserbeseitigung

1.Wasserversorgung: Gewinnung und Bezug von Grundwasser, Quellwasser und Oberflächenwasser, getrennt nach Gewinnungsanlagen. Abgabe von Wasser nach Menge und Zahl der versorgten Einwohner. 2.Abwasserbeseitigung: Menge und Herkunft des Abwassers; Art und Wirkungsgrad der Abwasserbehandlung; an Kanalisation und Kläranlagen angeschlossene/nicht angeschl. Einwohner; Schädlichkeit des Abwassers; Sammlung und Ableitung des Abwassers über die öffentliche Kanalisation; Menge, Behandlung, Verwendung und Beseitigung des Klärschlamms.

Sensortechnik zur ganzflächig mechanischen Unkrautbekämpfung

Die mechanische Unkrautbekämpfung erhält neue Bedeutung - systembedingt im ökologischen Landbau und außerdem als Alternative zum Einsatz chemischer Mittel. Das Wirkprinzip der Geräte, unter ihnen dominiert der Striegel, beruht weitgehend auf dem Verschütten, auch dem Herausreißen der unerwünschten Pflanzen. In der heranwachsenden Kultur aber wird auch die Nutzpflanze gefährdet. Je nach Wachstumsstadium und Bodenzustand gelingt der Effekt auf das Unkraut und misslingt die Schonung der Nutzpflanze. Die Sorgfalt zur Geräteeinstellung ist - vor allem unter wechselnden Bedingungen - begrenzt. Das gleiche gilt für die Auswahl des jeweils geeigneten Geräts und Arbeitsorgans; also der Zinkenform und -position. Daher soll ein Mess- und Regelsystem konzipiert und erprobt werden: es soll den Effekt des Arbeitswerkzeugs auf Unkraut und Kulturpflanze messtechnisch erfassen, um die Eingriffsintensität den Unterschieden im Boden und Pflanzenbestand anzupassen.

Innovatives Entwaesserungsverfahren fuer den laendlichen Raum am Beispiel der Schmutzwasser-Kanalnetzsteuerung in der Samtgemeinde Dornum

Kommunale Kläranlagen unterliegen im Tagesgang gerade im ländlichen Raum großen Zufluss-Schwankungen, die in hydraulischer und stofflicher Hinsicht die Leistungsfähigkeit erheblich einschränken können. Alternativ zur größeren Auslegung der Kläranlagen mittels Sicherheitszuschlägen sollte daher im Projekt am Beispiel des Kanalnetzes der Samtgemeinde Dornum die Zuflussvergleichmäßigung durch Stauraumnutzung in den Kanälen erprobt werden. Dazu sollte ein fernwirktechnisches Gerät entwi-ckelt werden, welches den verzögerten Pumpenbetrieb steuert bzw. regelt, um das Schmutzwasser einzustauen. Selbst ohne gezielte Einleitung von Regenwasser - wie es beim Trennsystem der Samtgemeinde Dornum der Fall ist - unterliegt jede Kläranlage tageszeitlichen Schwankungen im Zulauf, welche durch Lebens- und Arbeitsgewohnheiten der Bevölkerung und Gebietsstruktur bestimmt werden. Je nach Bauart und Zustand des Kanalnetzes gelangt dabei aber auch mehr oder weniger Regenwasser in die Kanalisation. In der Samtgemeinde Dornum waren weiterhin noch jahreszeitliche Schwankungen aufgrund von vermehrtem Tourismusaufkommen in den Ferienmonaten zu berücksichtigen. Das Projekt wurde in zwei Phasen abgewickelt. Die erste Phase bezog sich auf die Erfassung des Ist-Zustandes der Abwassercharakteristik im Kanalsystem der Samtgemeinde Dornum und deren Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Kläranlage. In der zweiten Phase wurde die eigentliche Kanalnetzsteuerung entwickelt und erprobt. Dabei galt es, ein hohes Retentionspotential in der Form von maximal möglichen Einstauhöhen unter Gewährleistung eines ausreichenden Entwässerungskomforts zu quantifizieren.

Erstellung einer neuartigen netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage zur Stromerzeugnung mit beidseitig lichtausnutzenden (bifacialen) PV-Modulen

Erstellung einer neuartigen und (bisher) weltweit einmaligen netzgekoppelten Photovoltaik (PV) Anlage zur Stromerzeugung mit beidseitig lichtausnutzenden (bifacialen) PV-Modulen und einseitigen Standard-PV-Modulen in gleichartig aufgebauten und aufgestaenderten PV-Anlagen im Netzbetrieb. Ziel ist es, den Nachweis zu erbringen, dass bei optimaler Aufstaenderung bifaciale PV-Module auch in groesseren Anlagen mit mehreren Kilowatt Leistung hoehere Ertraege als einseitig lichtempfindliche Module (bezogen auf die Zellflaeche bis zu 30 Prozent) erzielen koennen. Der erstmalige Einsatz von bifacialen PV-Modulen in groesserem Massstab in einem System soll das am ISFH nachgewiesene hohe Potential der bifacialen Siliziumsolarzellen aufzeigen und nutzbar machen. Mehrertraege von 20 Prozent bis 30 Prozent bei gleicher Zellflaeche (in bezug auf herkoemmliche einseitige Module) sind bei der Aufstaenderung der Module vor einem hellen Hintergrund zu erwarten. Die geplante PV-Anlage mit bifacialen PV-Modulen soll insgesamt ca. 2,5 kWp Leistung aufweisen und auf einem Flachdach des Betriebsgebaeudes der Stadtwerke Rinteln in Rinteln verschattungsfrei installiert werden. Die PV-Module sollen dabei in einem lockeren Abstand vor einem hellen Hintergrund auf die vorhandene Aufstaenderung aufgebracht werden. Eine existierende PV-Anlage mit einseitigen (standard) PV-Modulen mit 5 kWp Anschlussleistung, die bereits 1995 am gleichen Standort in Betrieb genommen wurde, ist als Referenzanlage (gleiche Neigung und Ausrichtung) bestens geeignet. Die Stadtwerke Rinteln beteiligen sich wesentlich an der Finanzierung des Projekts. Das ISFH plant die Anlage und ueberwacht den Betrieb, wobei eine kontinuierliche Messwerterfassung, Leistungsmessung und technische Betreuung der installierten PV-Module und Einzelkomponenten die Basis fuer eine Ertragsoptimierung der PV-Anlagen bilden. Ein kritischer Vergleich der Einzelkomponenten und des Gesamtsystems wird durchgefuehrt und Optimierungspotentiale aufgezeigt. Themenschwerpunkte: 1) Entwurf und Planung eines PV-Moduls mit beidseitig lichtempfindlichen Si-Solarzellen in Absprache mit der Firma ASE GmbH in Alzenau. (angestrebter Wirkungsgrad: Vorderseite ca 13-15 Prozent, Rueckseite ca 11-13 Prozent) 2) Fertigung der Module durch Firma ASE. 3) Leistungszertifizierung an bis zu 10 ausgewaehlten PV-Modulen am ISFH (Vorder- und Rueckseitenwirkungsgrad. 4) Entwurf und Bau einer Haltevorrichtung fuer die vorhandene Aufstaenderungseinheit auf einem Flachdach. 5) Installation der PV-Module bei den Stadtwerken Rinteln: Aufstaenderung Richtung Sueden, Neigung 30 Grad; Abstand vor hellem Hintergrund ca. 20-30 Zentimeter; Abstand der Module untereinander ca. 30 Zentimeter. 6) Optimierung der notwendigen elektrischen Systemtechnik: Rest der elektrischen Komponenten; Einsatz eines Input-Outputkontrollers; Vermessung der elektrischen Kennlinie des installierten PV-Generators mit Hilfe des am ISFH entwickelten Kennlinienanalysators....

Aufarbeitung von Molke durch Ultrafiltration und Elektrodialyse

Die Untersuchungen sollen dazu dienen, durch eine verbesserte Aufarbeitung von Molke die Gefahr ihres Ableitens in Gewaesser zu verhindern und dadurch zur Loesung der Probleme des Abwassers bzw. des Gewaesserschutzes beizutragen. Die Betriebsparameter auf den Trenneffekt fuer Inhaltsstoffe, erreichbaren Konzentrationsgrad, Leistung und mikrobiologische Beschaffenheit der Konzentrate sollen untersucht werden. Ermittlung der funktionellen Eigenschaften der Konzentrate und Filtrate, Bestimmung des Einflusses der Betriebsparameter auf den Entsalzungsgrad und den Mengendurchsatz bei der Elektrodialyse.

Erforschung von Integrationstechnologien für vertikale Leistungstransistoren auf Basis von Galliumnitrid, Erforschung von Integrationstechnologien für vertikale Leistungstransistoren auf Basis von Galliumnitrid - VerGaN

Erschließung des Negative-Emissionen-Potentials von Kompostwerken - am Modellstandort Weißenfels, Teilvorhaben B

Untersuchung des Diesel/Gas-Verfahrens bezueglich seiner Eignung zur Verbesserung der Abgasqualitaet

Der Wirkungsgrad von Dieselmotoren ist wegen des thermodynamisch guenstigeren Arbeitsprozesses besser als jener von Ottomotoren. Darueberhinaus erfolgt die Verbrennung des Kraftstoffes wesentlich schadstoffaermer, abgesehen vom nachstoechiometrischen Bereich, in dem das Dieselverfahren zur Russbildung neigt. Ersetzt man die eingespritzte Dieselkraftstoffmenge weitgehend durch der Ansaugluft beigemischtes Brenngas - der Dieselkraftstoff dient dann nur noch zur Zuendung des Gemischs -, so kann die Feststoffemission und damit auch die Emission biologisch aktiver bzw. krebserregender benzolloeslicher Substanzen stark vermindert werden. Einer verfahrensbedingt hoeheren Emission unverbrannter Abgaskomponenten kann durch verschiedene motorische Massnahmen, wie Drosselung der Ansaugluft, Gemischvorwaermung, partielle Rueckfuehrung gekuehlter bzw. besser ungekuehlter Abgase begegnet werden. Die Gaszugabe ermoeglicht eine verstaerkte Abgasrueckfuehrung und so eine weitergehende Verminderung der Stickoxidemission. Im obersten Lastbereich kann die Verschiebung der Russgrenze zur Leistungs- und Wirkungsgradsteigerung genutzt werden. Das Gesamtkonzept dieses Verfahrens bezieht in seiner letzten Phase die Installation eines Vergasungsreaktors direkt am Motor ein mit dem Ziel, fuer mobile Zwecke aus fluessigen Kraftstoffen direkt das notwendige Brenngas herzustellen.

Global assessment of vegetation photosynthesis and carbon assimilation through space measurements of chlorophyll fluorescence

The gross carbon uptake of terrestrial vegetation through photosynthesis is a crucial parameter in climate change research. A global, observation-based characterization of ecosystem gross primary production can only be performed with satellite measurements. However, the traditional description of vegetation from space is based on the so-called spectral vegetation indices, which are not able to provide a reliable indication of photosynthetic efficiency driving carbon assimilation by vegetation. This results in an inherent limitation of existing satellite products to provide an accurate description of ecosystem functioning. By contrast, ongoing developments in instrument design and modelling approaches have very recently made possible the retrieval of vegetation chlorophyll fluorescence from space measurements. A vast number of laboratory and field experiments have demonstrated that fluorescence is a direct proxy to vegetation light use efficiency which can therefore enable a much more accurate description of gross primary production. This project proposes the implementation of a research group with focus on the global monitoring and interpretation of chlorophyll fluorescence from existing and upcoming Earth Observation missions. This task will imply the development of a variety of atmospheric-surface radiative transfer modelling approaches, data processing, retrieval techniques and ecosystem modelling tools, with the ultimate objective of developing a new approach to the observation of carbon assimilation by vegetation from space.

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