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FP4-NNE-THERMIE C, Variable speed technology for low heat hydropower systems

Objective: Aim is to modify two small hydropower plants to variable speed operation in order to increase annual energy output by improved part load efficiency and design flow. A 100 kW vertical axis Francis turbine (Kaltenburg, DE) and a new 18 kW waterwheel (Bettborn, LU) will be modified to variable speed operation by use of a AC-AC converter. There will be installed a movable free-overfall weir at the waterwheel. By an expected increase of the electricity production in the range of 10 to 20 per cent , the aim is to proof viability of improving existing low head hydro sites with this technology. Especially low head sites have high variation of head and flow. Variable speed technology allows the system to operate at maximum efficiency for a wide range of hydraulic conditions. Modern power electronics replaces complex mechanical control systems with a high need for maintenance. In wind energy, variable speed technology has already proven its advantages compared to other mechanical technologies. General Information: Unlike earlier approaches with a combination of double regulated turbines and variable speed in a new installation, in this project the combination of a Francis turbine (respectively a water wheel) in existing plants together with a frequency converter will be used to increase part load efficiency and design flow of the system. Only the new IGBT controlled converters which are now used in wind energy as well as in motive power industry appliances can guarantee a reliable variable speed operation of a normal asynchronous generator. The combination of the movable weir and variable speed operation of the water wheel will allow to optimise the power output of the plant under all conditions. The use of an IGBT converter makes it possible to compensate reactive power to improve the mains performance. Due to detailed theoretical analysis and according to the positive experience with variable speed operation in wind energy and motive power technology, the expected increase of the annual power output of the two plants is in the range of 10 to 20 per cent of the actual value. This will reduce the specific cost of the electricity by the same range. For the actual payback tariffs of many European countries, this will increase the number of feasible low head sites. The top water level control by variation of turbine speed (and so flow) will be demonstrated to show a simple, reliable and energy saving alternative to the old hydraulic systems, which are still installed in many sites. The success of the variable speed system in this plants will open a big European SME market for cheap technological improvement of small hydropower plants and low head sites. The monitored performance of the plants data will be stored in a data logger with a modem, to allow automatic down-loading from a server-PC via modem. ... Prime Contractor: Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik/Informatik, Institut für Elektrische Energietechnik - IEE; Kassel; Germany.

Gebäudestudie Thüringen - Energieeffizienz und Erneuerbare Energien

Thüringen hat das Ziel, den Anteil zukunftssicherer, erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch bis 2020 auf 30 Prozent zu steigern. Um eine Doppelstrategie aus mehr erneuerbare Wärme und weniger Wärmebedarf umzusetzen, sollten landesrechtliche Regelungen und Fördermaßnahmen erarbeitet werden, die auf eine Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung der Bestandsgebäude im Freistaat Thüringen und eine Steigerung der Energieeffizienz abzielen. Als Grundlage dafür erarbeitete Ecofys eine Gebäudestudie, die folgende Informationen umfasst: - Energetischer Ist-Zustand der bestehenden Gebäude (Energieeffizienz, Einsatz erneuerbarer Energien), diesbezügliche Entwicklungen seit 1990 sowie deren Zusammenhang mit den jeweiligen Wärmeschutzvorschriften. - Auswirkung des EEWärmeG des Bundes auf Energieeffizienz und Anteil erneuerbarer Wärme an Neubauten. - Handlungsempfehlungen zur Steigerung des Anteils erneuerbar erzeugter Wärme. Die Handlungsempfehlungen wurden gemeinsam von Ecofys und dem Hamburg Institut erarbeitet.

Klimaschutzkonzept Stuttgart (KLIKS)

Das Weltklima ist durch den Treibhauseffekt bedroht. Staedte und Gemeinden sind mit ihren Buergern aufgerufen, dem entgegenzutreten. Gerade hier gibt es erhebliche Potentiale, CO2 und andere Treibhausgase zu mindern. Die Landeshauptstadt Stuttgart hat hierzu ein Konzept erarbeiten lassen, das die Bilanzierung und Trendprognose der CO2-Emissionen sowie zwei Massnahmenszenarien zur wirksamen CO2-Minderung in Stuttgart enthaelt. Die Konzepterstellung wurde von einem Arbeitskreis (Energie-Tisch) unterstuetzt, an dem verschiedenste Institutionen und Verbaende mitgewirkt haben. So konnte deren Fachkompetenz und Kenntnis bereits sehr frueh in das 1997 fertiggestellte Konzept einfliessen. Der Stuttgarter Gemeinderat hat zwischenzeitlich einem von der Verwaltung vorgelegten Handlungsprogramm zur Umsetzung des Klimaschutzkonzeptes zugestimmt. Neben einer Grundsatzentscheidung zur CO2-Reduzierung wurde die Mitwirkung und Mitfinanzierung an einem Energieberatungszentrum sowie ein Projekt zum energiesparenden Autofahren beschlossen, das aus staedtischen Mitteln mit 200000,- DM bezuschusst wird. Kuenftig sollen generell insbesondere Massnahmen umgesetzt werden, die neben dem Klimaschutz auch der Staerkung der lokalen Wirtschaft dienen. Bereits beschlossen ist auch ein kommunales Energiesparprogramm. Im Vorfeld dieses Programms war bereits zunaechst als einjaehriges Pilotprojekt eine Mobilitaetszentrale mit kompetenter Beratung in allen Verkehrsfragen eingerichtet worden. Die erfolgreiche Pilotphase endet im Sommer 1999. Die Weiterfuehrung soll in Kuerze beschlossen werden. Die Umsetzung von Massnahmen des Klimaschutzkonzeptes gestaltet sich wegen der angespannten Finanzlage schwierig.

Steuerung des Energieverbrauchs in der Fertigung und Steigerung der Energieeffizienz durch Automatisierung (ECOMATION)

Im Fokus bisheriger Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung steht die permanente Verbesserung von Prozessketten, Verfahren und Maschinenwirkungsgraden. Da Maschinen und Anlagen unter ständig wechselnden Anforderungen und Randbedingungen betrieben werden, erschließt eine derartige Optimierung im Mittel nur einen Teil des Effizienzpotenzials. Maßnahmen zum energieoptimalen Betrieb und zur Steuerung von Maschinen und Anlagen unter Berücksichtigung der Energieeffizienz und weiterer Zielkriterien in situationsbezogener Gewichtung müssen dies ergänzen. Ziel der beantragten Forschergruppe ECOMATION ist es daher, Methoden zur Energieeinsparung durch Automatisierung für die Fertigungstechnik zu entwickeln. Durch situationsoptimales Ansteuern von Komponenten in maschinennahen Energieregelkreisen wird der Verbrauch der einzelnen Maschine minimiert. In maschinenfernen Energieregelkreisen auf Leitebene werden die Planung optimiert, Verlustherde in Anlagen und Fabriken identifiziert und Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet. Als Grundlage für die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung werden der von den Komponenten und dem Fertigungsverfahren verursachte Energieverbrauch, die Aufteilung in Nutz- und Verlustanteil und Möglichkeiten zur Beeinflussung des Energieverbrauchs analysiert und in Modelle überführt. Um Messdaten handhabbar und aussagefähig zu machen und Vorhersagen zu ermöglichen, wird eine im Bereich der Fertigungstechnik neuartige Modellierungstechnik entwickelt. Es werden Methoden entwickelt, um Verbrauch und Effizienzressourcen auf Basis der Maschinensignale per Software und unter minimalem Einsatz von Zusatzsensorik zu erfassen. Das Bild zeigt den Informationsfluss in einer Produktion mit ECOMATION in zwei Maschinennahen und zwei Maschinenfernen Energieregelkreisen.

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen, Teilvorhaben 2: Implementierungsforschung am Standort Geisenheim

Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate. So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.

Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung, Ressourceneffiziente und umweltschonende Elektronikfertigung - SUSTRONICS

Ersatz einer 600 m langen, konventionellen Stromschiene durch einen Supraleiter, Teilvorhaben: Umsetzung, Errichtung eines Hoch-Temperatur-Supraleiters (HTS) im Werk Hamburg und Einbindung in das bestehende Stromschienensystem der Aluminiumelektrolyse

Major renovation - Definition in monetary terms

In a report for the European Council for an Energy-Efficient Economy (ECEEE), Ecofys examined the effect of using different definitions of major renovation in the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD). The report concludes that the planned threshold of the cost related definition of major renovation could be lowered to unlock more of the cost-effective potential. Additionally, a component related definition (dealing with components like facades, windows, heating system, etc.) could be beneficial to identify more precisely situations that offer possibilities for cost effective coupled renovation.

Das Konstanzer Solarmodell - Realisierung eines neuen Baustandards der energetischen und oekologischen Nachhaltigkeit fuer das Wohnen im 21. Jahrhundert

Energiepolitik Berlin/Brandenburg

Tagungsreihe zu aktuellen Problemen der Energiepolitik und der Energiekonzeptionen in BerlinBrandenburg in der Zielstellung einer zukunftsorientierten, beschaeftigungswirksamen, sozial und oekologisch vertraeglichen Umgestaltung. In Form eines offenen Dialoges zwischen Universitaeten, Gewerkschaften, Unternehmen (z.B. Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke), staatlichen Stellen und Umweltgruppen wurden unter regionalem Bezug die Probleme - Energiepolitik, - Energiebedarf und -erzeugung Berlin/Brandenburg, - Braunkohlenabbau in der Lausitz, Folgen, Probleme, - der gestoerte Wasserhaushalt in der Braunkohlenregion und - Least-Cost-Planning (LCP)- ein Konzept zur strategischen Energieeinsparung behandelt. Die Reihe wird fortgesetzt. Ueber die Tagung liegen Dokumentationen vor.

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