Die Ziele des Forschungsvorhabens sind es festzustellen, wie sich Vereisung auf Messgeraete und Windkraftanlagen auswirkt und geeignete Gegenmassnahmen zu entwickeln. Hierzu sind insbesondere folgende Fragen zu beantworten: - wie verhalten sich WKA und Messgeraete bei Vereisung, - mit welchen Messgeraeten kann Vereisung bzw. Eisansatz an WKA festgestellt werden, - welche Sicherheitsrisiken resultieren aus Eisansatz (z. B. Abschleudern von Eisstuecken, Schaeden an WKA bei veraenderter Geometrie der Fluegel, bei einseitiger mechanischer Belastung), - wie gross ist die Energieeinbusse durch gestoerten Betrieb bei Vereisung, - mit welchen Verbesserungen an WKA und Messgeraeten kann dem Problem der Vereisung begegnet werden (beheizte Anemometer, beheizte Rotorblaetter) , Beschichtung von Rotorblaettern , - welche meteorologischen und standortspezifischen Faktoren fuehren zu Vereisung, Erarbeitung von Vereisungskarten, - haben unterschiedliche Arten der Eisbildung unterschiedliche Wirkungen.
Anlagensicherheit, Vollzugsaufgaben für Betriebsbereiche die unter die Belange der 12. BImSchV (Störfall-Verordnung) fallen. Dies betrifft Betriebsbereiche mit Grund- und erweiterten Pflichten (untere und obere Klasse gem. Änderung der 12. BImSchV v. 9. Jan. 2017)
Ziel des Teilvorhabens 'Hochdrehzahl-Getriebe' im Rahmen des Verbundvorhabens Speed4E ist es, ein mehrgängiges Hochdrehzahl-Getriebe bestehend aus zwei Teilgetrieben (TG) I und II zu konzipieren, auszulegen, zu konstruieren und zu fertigen, um es dann so-wohl auf einem Speed4E-Prüfstand als auch in einem Speed4E-Fahrzeugdemonstrator zu erproben. Dabei sollen simulative und experimentelle Lösungen zu wichtigen Fragestellungen aus den Teilbereichen Getriebewirkungsgrad und NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) bei Drehzahlen oberhalb von 30.000 U/min beantwortet und die Vorteile der elektrischen Hochdrehzahl-Technologie (Reduzierung Motorvolumen, -Masse und -Kosten) öffentlichkeitswirksam im aufgebauten Demonstratorfahrzeug dargestellt werden. Die Besonderheit dieses Getriebe liegt darin, dass Eingangsdrehzahlen bis hin zu 50.000 U/min erprobt werden sollen. Dies ist nach jetzigem Stand des Wissens für eine Fahrzeuganwendung weder am Prüfstand noch in einem Fahrzeug erfolgt, wodurch sich dieses Vorhaben von allen bisherigen Ansätzen unterscheidet. Die zahlreichen Ziele, die im Laufe des Projekts erreicht werden sollen, sind im Wesentlichen: - Erhöhung der Reichweite mit elektrischer Traktion: Ein besonders effizientes Hochdrehzahl-Getriebe trägt zur Reichweitenerhöhung direkt bei. - Innovative Antriebskonfigurationen: Die angedachte, innovative Doppel-E-Architektur des Antriebsstrangs ermöglicht die Umsetzung und Erprobung neuartiger Betriebsstrategien, die nochmals zur Reichweitenerhöhung beitragen können. - Kompaktere Bauweise: Die Verwendung eines Planetengetriebes im TG I reduziert den erforderlichen Bauraum aufgrund der höheren Leistungsdichte von Planetengetrieben. - Senkung von Kosten und Umweltbelastung (z.B. durch geringeren Materialverbrauch): Die erhebliche Erhöhung der Drehzahl am Getriebeeingang verspricht eine weitere Verkleinerung der Aktivteile der E-Maschine und damit eine Kosteneinsparung, auch bei einem dadurch möglicherweise größeren Getriebe. Zugleich überwiegt aufgrund des Hochdrehzahl-Konzepts im gesamten Antriebssystem die Verwendung klassischer und damit umweltfreundlicherer Rohstoffe für Getriebe gegenüber teuren und seltenen E-Maschinen-Werkstoffen. - Erhöhung der Sicherheit, bspw. durch innovative Schutzkonzepte mit engem Bezug zu elektrifizierten Antriebssträngen: Die Betriebssicherheit des Fahrzeugs wird durch die Doppel-E-Antrieb-Architektur erhöht, da bei Ausfall einer EM, über das andere TG noch Leistung übertragen werden kann.
90 % der Gebäude und Quartiere erreichen nach erfolgter Inbetriebnahme weder die geplante Funktionalität, noch die prognostizierte Effizienz. Ursächlich sind neben Baumängeln auch Fehler in der Programmierung der Steuerung. Diese sind sehr schwer zu identifizieren. Die Folgen erhöhter Energiekosten und unzureichender Funktionalität wirken über den gesamten Lebenszyklus der Automatisierung, das ursprünglich geplante Energiekonzept kann sein Potential nicht entfalten. MODI dient der Strukturierung von Steuerungen für gebäudetechnische Energiesysteme durch Betriebsmodi. Die in der Praxis verwendeten Beschreibungsmittel sind bildlich und algorithmisch nicht prozessierbar. Durch Verwendung eines mathematischen Beschreibungsmittels (Petri-Netze) wird die Steuerung bereits in einem frühen Planungsstadium programmiert und analysiert. Dies erlaubt die Optimierung der Steuerung, die Vorbereitung effektiver Inbetriebnahme- und Prüfprozeduren und eine präzise Dokumentation bereits in der Planungsphase. Bereits in der Inbetriebnahme lassen sich Mängel leichter identifizieren sowie Prozesse über die gesamte Betriebsdauer der Anlage transparenter darstellen und plausibilisieren. Die Steuerung kann standardisiert werden. MODI basiert auf kleinen, komponentenbezogenen partiellen Steuerungen, die mittels übergeordneten Modi zu der Gesamtsteuerung aggregiert und anhand der mathematischen Eigenschaften analysiert werden. Die Fehleranfälligkeit wird bei der Entwicklung bereits minimiert. MODI dient nicht nur der Verbesserung der Planungs- und Realisierungsprozesse, sondern auch dem Transfer höherer Regelungsmethoden (advanced control) in die Praxis. Höhere Betriebssicherheit und einfachere Plausibilisierung erzeugt die notwendige Nutzerakzeptanz. 1 Praxisanforderungen Planung und Realisierung von Gebäudeenergiesystemen; 2 Anforderungen an die Steuerungsstruktur; 3 Entwicklung der MODI-Methode (Petri-Netze);4 Dokumentierbarkeit; 5 Fallbeispiele; 6 Evaluierung.
Reichweite, Schnelladefähigkeit, Lebensdauer und Kosten von aktuellen Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen decken sich derzeit nur teilweise mit den Anforderungen der Nutzer und stellen daher Hemmnisse für die Elektromobilität dar. Daher ist es wichtig, diese Anwendungseigenschaften deutlich zu verbessern und die Kosten weiter zu senken. Die genannten Eigenschaften lassen sich mit neuen sogenannten Hochenergie-(HE-)Materialien wie Silicium-Kohlenstoff-Kompositen in der Anode und Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Materialien (NMC), die besonders reich an Lithium sind, in der Kathode erreichen (vgl. Forschungsfeld Hochenergie- und Hochleistungsbatteriesysteme). Mit neuen Fertigungsprozessen, die auf energieintensive und somit teure Schritte verzichten oder den Herstellungsprozess wesentlich verkürzen, lassen sich die Produktionskosten stark senken. Hier setzt das Projekt HEMkoop an. Das Ziel ist es, eine Hochenergie-Batteriezelle zu entwickeln, in der alle Materialien und Komponenten genau aufeinander abgestimmt sind. Durch verbesserte Rezepturen und Prozesstechnologien soll die Lebensdauer weiter gesteigert werden. Dabei kommen sogenannte Komposite zum Einsatz. Diese Verbundmaterialien sind Stoffe, die aus einem Matrix- und einem Füllstoffmaterial bestehen und im Verbund Eigenschaften besitzen, die sich von denen der Grundbestandteile wesentlich unterscheiden. Im Projekt soll ein Prozess zur Verarbeitung der Hochenergiematerialien zu Komposit-Partikeln sowie deren Verarbeitung zu Elektroden untersucht werden. Dabei sollen alle Schritte so konzipiert werden, dass sie sich später auch leicht im industriellen Maßstab einsetzen lassen. Durch die Komposit-Partikel können zwei Prozessschritte in der Elektrodenfertigung, die Dispergierung und die Beschichtung, zeitlich und örtlich voneinander getrennt werden. Dann können die Partikel - anders als zuvor - alterungsfrei aufbewahrt werden. Somit soll eine robuste und massentaugliche Produktion ermöglicht werden. Folglich kann eine völlig neue Prozesskette zur Elektrodenherstellung umgesetzt und demonstriert werden, die zu kürzeren Herstellzeiten und deutlich reduzierten Kosten führen soll. Die Projektpartner rechnen mit geringeren Investitionskosten, 60 Prozent weniger Energie- und 60 Prozent weniger Flächenbedarf. Die Technologie soll zudem für Polymerelektrolyte- und, nach geringen Anpassungen, auch für sogenannte Festkörper-Elektroden anwendbar sein. Sollten sich diese Technologien einmal durchsetzen, können in Zukunft große Änderungen in der Prozesstechnik vermieden werden.
Die Bildung mineralischer Ausfällungen im Thermalwasserkreislauf und im bohrlochnahen Bereich wirkt sich negativ auf die langfristige Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit von Geothermieanlagen aus. Für den Einsatz von Inhibitoren zur Vermeidung der Scalebildung sind Kenntnisse hinsichtlich der Effektivität und Langzeitstabilität von grundlegender Bedeutung. Insbesondere muss die Abhängigkeit der Inhibitorwirkung von den Thermalwasserbedingungen untersucht werden. Des Weiteren sind Wechselwirkungen mit mikrobiellen Lebensgemeinschaften zu berücksichtigen. Untersuchungen zur Langzeitstabilität bilden die Basis, um Prognosen für den Einsatz und die Kosten der Inhibitordosierung aufstellen zu können. Mit den im Projekt geplanten Experimenten mit natürlichen und künstlichen Fluiden soll die Stabilität der Inhibitoren in Abhängigkeit von Schlüsselparametern (pH-Wert, Ionenstärke, Temperatur, mikrobielle Biozönose) untersucht werden. Neben dem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen, Fluid und Gestein, sind die Ergebnisse für Geothermieanlagen von grundlegender Bedeutung und tragen zu bei, Betriebsstörungen durch Scaling zu vermeiden.
Ausgangssituation: Die Monodeponierung war bislang eine Moeglichkeit der Entsorgung von Klaerschlamm. Im Rahmen der Uebergangsfrist nach TA SA wird sie auch weiterhin praktiziert. Ziel: Forschungsziel ist die Gewinnung von Langzeitdaten ueber Betriebssicherheit und Emissionen. Dies schliesst bodenmechanische Kennwerte und Sickerwassereigenschaften ein. Ergebnis: Die eingesetzten Aufbereitungsverfahren fuehren zu deutlich unterschiedlichem Verhalten der Schlaemme. Durch die Kalkzugabe wird eine erhebliche Festigkeitszunahme erreicht. Als Folge der damit ebenfalls verbundenen hohen pH-Werte wird der biologische Abbau im Deponiekoerper stark gehemmt. Die Sickerwaesser dieser Deponien sind deshalb hoch belastet. Bei der Verwendung von Weissfeinkalk ist dieses Verhalten staerker ausgepraegt als bei anorganischer Konditionierung.
Im Rahmen dieser Arbeit werden die Moeglichkeiten und Grenzen verschiedener Filtrationsverfahren in der kommunalen Abwasserreinigung an Hand von grosstechnischen Erfahrungen aufgezeigt, mit dem Ziel die Bemessungsverfahren und die Betriebsweisen zu optimieren. Es werden Oberflaechenfilter, Raumfilter mit und ohne Flockung und biologisch intensivierten Filtern untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Kornfiltration liegt. Derzeit werden in Deutschland auf ueber 170 kommunalen Klaeranlagen Filter betrieben, die das Abwasser von ca. 15,7 Mio. Einwohnerwerten behandeln. Am haeufigsten kommt das Verfahren der Flockungsfiltration zum Einsatz. An Hand von Auswertungen praktischer Erfahrungen aus Bemessung und Betrieb sowie mit Hilfe eigener Untersuchungen werden Bemessungshinweise sowohl fuer Abwasserfilter zur Nachreinigung als auch fuer die biologisch intensivierte Filtration erarbeitet. Unter anderem wird ein Ansatz zur Bestimmung der Hoehe der oberen Grobschicht mit einer Regressionsbeziehung zwischen der AFS-Raumbeladung und der angestrebten AFS-Ablaufkonzentration vorgestellt. Weiterhin werden wichtige Entwurfshinweise zur Wahl des Filtermaterials, der Filterstandzeit, der Abmessung der Filterzellen, der Druckhoehe und -regelung etc. gegeben. Es hat sich gezeigt, dass i.d.R. aus betrieblichen und wirtschaftlichen Gruenden einmal pro Tag gespuelt werden sollte. Groessere Standzeiten wurden nur mit der Raumfiltration ohne Faellmittelzugabe erreicht. Auswertungen der Betriebsdaten zur hydraulischen Rueckbelastung der Klaeranlage mit dem Spuelwasser erbrachten Schwankungen je nach Spuelmethode zwischen 7 und 19 Prozent von Qd. Um Hinweise zur Vermeidung von Betriebsstoerungen in den Phasen Planung, Bau und Betriebe zu halten, wird die Stoeranfaelligkeit von Abwasserfiltern statistisch aufbereitet. Die Hauptstoerquelle mit den haeufigsten Auswirkungen auf den Klaeranlagenablauf stellt das Filterbett (Verstopfung, Feststoffdurchbruch, ggf. Materialverlust) dar, die im wesentlichen durch Massnahmen im Planungsstadium (ausreichende Kapazitaet, Spuelprogramm mit ggf. Zwischenspuelung, regelbare Spuelwasserpumpen) vermieden werden kann. Die Auswertungen der Reinigungsleistung und Prozessstabilitaet erbrachte, dass hinsichtlich der weitestgehenden Schwebstoffentnahme und der P-Elimination die abwaerts durchstroemten Raumfilter und die kontinuierlich gespuelten DYNA-Sandfilter betriebsstabil die geringsten Ablaufwerte erreichten. Die biologisch intensivierten Filtrationen werden schwerpunktmaessig hinsichtlich der Stickstoffentnahme untersucht.