Projekte aus dem Innovationsfonds

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301 Ergebnisse

FESS (FahrradEnergieSystem-Software)
Freiburg

Energie erleben mit FESS

Das Fahrrad-Energie-System (FES) von Solare Zukunft konnte von 2011 bis 2014 durch eine Förderung des badenova Innovationsfonds entwickelt werden. Inzwischen sind zwei optimierte Versionen entstanden. Bei einer handelt es sich um die Energieerlebnisräder für Kinder , die in ihrer Größe speziell für Kleinkinder angepasst sind, wodurch auch schon im frühen Kindesalter eine Sensibilisierung stattfinden kann. Aber auch das Konzept des FahrradKinos im Bildungsbereich des Vereins erfreut sich nach wie vor einer großen Nachfrage. Die Schnittstelle und die Maske, mit der einzelne Leistungsparameter auf der Leinwand gezeigt werden, haben sich allerdings seit der ersten Version kaum verändert. In diesem Projekt sollen viele neue Ideen umgesetzt werden, die das FES noch attraktiver machen. Durch die Entwicklung neuer Software kann das FES genutzt werden, um Spiele, Wettbewerbe, Energiesimulationen (Lastgänge) oder auch Themen wie z.B. Energie in der Nahrung, Energie und Konsum oder Kraftwerksmanagement erlebbar zu vermitteln. Die Hardware konnte über Jahre hinweg getestet werden. Hierbei wurden Ideen dazu gesammelt, wie das FES vielseitiger einsetzbar ist. In Freiburg hat sich inzwischen die FahrradDisco bewährt. Dabei werden sogar nur fünf Räder benötigt, um die erforderliche Energie zu erzeugen. Kurzum: Durch die Entwicklung einer neuen Software soll eine noch bessere visuelle Darstellung der Energiedaten erreicht werden. Durch Spiele und Simulationen soll das inhaltliche (pädagogische) Angebot um eine neue Dimension erweitert werden.

Wärme- und Stromversorgung von Wohn- und Gewerbeimmobilien in der Zukunft - Intelligente Vernetzung, Erzeugung, Verbrauch und Nutzer über Smarthome-Anwendungen
Herbolzheim

Smarthome Technologie im Mehrfamilienwohnhaus

Die Digitalisierung der Energiewende macht auch vor der Wärmeversorgung nicht Halt und kann in einer großen zentralen Wärmeerzeugungsanlage viel schneller und effektiver umgesetzt werden, als in vielen kleinen dezentralen Anlagen. Darüber hinaus wird die Sektorenkopplung, also die Kopplung zwischen Strom, Wärme und Mobilität den künftigen Erfolg der Energiewende bestimmen. Dezentrale Heizkraftwerke mit Wärmenetzen, Pufferspeichern und schnell regelbaren und kaskadierbaren Blockheizkraftwerken zur Stromerzeugung werden bei einer ganzheitlichen Betrachtung der Energiewende (Strom + Wärme) im Zeitalter der Digitalisierung unverzichtbar. Gleichzeitig hält die Digitalisierung auch im Bereich des privaten Wohnens aktiv Einzug. Neben der Optimierung des Energieverbrauchs zur Beheizung sowie zur Steuerung des Stromverbrauchs kommen zunehmend Aspekte der Sicherheit und Komfortansprüche in den Fokus der Nutzer. Diese beiden Welten zusammenzuführen, dieser Aufgabe möchte sich der Bauverein im Rahmen von diesem Pilotprojekts stellen. Basis dafür sind aktuelle Ansätze, wie sie z.B. die Flüwo - eine Wohnungsbaugenossenschaft in Stuttgart - in einem Pilotprojekt in Dossenheim verwirklich hat. Auf dieser Erfahrung aufbauend möchte die EVB gemeinsam mit dem Investor und Betreiber, dem Bauverein Breisgau eG ein neues Investitionsobjekt in Herbolzheim mit den aktuellen Möglichkeiten der Digitalisierung umsetzen. Partner neben dem Bauverein Breisgau eG und der Energieversorgungsgesellschaft Bauverein Breisgau mbH soll AHZ Engineering sein, die mit der Digitalisierung von Wohnprojekten und Wohn-/Gewerbeprojekten sehr große Erfahrungen aufweist. Ziel dieses Projekts ist es, die Digitalisierung, die im Rahmen der Umsetzung der Energiewende notwendig und sinnvoll ist, in Einklang zu bringen mit den Produkten, die über ein intelligentes Energiemanagement den Energieverbrauch (Wärme und Strom) senken, den Komfort der Bewohner steigern und dem gestiegenen Sicherheitsbedürfnis Rechnung tragen. Hierfür werden innerhalb des Projekts unterschiedliche Komponenten von digitalSTROM verbaut und auf ihre Anwendung untersucht.

Auswirkungen von Ureasehemmstoffen auf die Mikrobiologie und die Grundwasserqualität
Freiburg

Ureasehemmstoffauswirkung im Grundwasser

Entsprechend der Fassung der Düngeverordnung vom 26. Mai 2017 darf Harnstoff als Düngemittel ab dem 1. Februar 2020 zur Düngung nur noch aufgebracht werden, soweit ihm ein Ureasehemmstoff zugegeben ist oder unverzüglich, jedoch spätestens innerhalb von vier Stunden nach der Aufbringung eingearbeitet wird. Hierfür sind laut der Düngemittelverordnung vom 05. Dezember 2012 zwei Stoffe bzw. Stoffgemische zugelassen. Informationen zur Wechselwirkung mit der Mikrobiologie sowie zum Abbau- oder Verlagerungsverhalten der einzelnen Ureasehemmstoffe sind bislang nur unzureichend dokumentiert. Um diese Wissenslücke zu schließen, sollen Versuche im Feld- und Labormaßstab durchgeführt werden. Im Feld werden in zwei Wasserschutzgebieten Bodenproben von Ackerflächen entnommen, die mit Harnstoff mit und ohne Ureasehemmstoff gedüngt wurden. Diese Proben werden hinsichtlich summarischer mikrobiologischer Parameter (Kulturverfahren) und auf Ureasehemmstoffe untersucht. Parallel sollen in Lysimeterversuchen im Labor unterschiedliche Ureasehemmstoffe bei gleichen Bedingungen eingesetzt werden. Das anfallende Sickerwasser wird auf die eingesetzten Ureasehemmstoffe und die entsprechenden mikrobiologischen Parameter analysiert. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Ureasehemmstoffen und Mikrobiologie näher zu charakterisieren. Weiterhin sollen die generelle Beimischung geprüft und Empfehlungen zur Auswahl eines geeigneten Ureasehemmstoffes mit möglichst geringer Grundwassergefährdung gegeben werden. Die aussagekräftigsten Parameter zur Standorteinschätzung sollen identifiziert und daraus eine übertragbare Monitoringstrategie abgeleitet werden. Diese Betrachtungen beinhalten neben den Auswirkungen der betrachteten Ureasehemmstoffe auf die Mikrobiologie und dem Abbau der Stoffe durch Mikroorganismen auch die Bewertung einer möglichen Reduzierung klimarelevanter Gase.

GoodMotion - der intelligente Fahrradanhänger
Freiburg

GoodMotion - der intelligente Fahrradanhänger

Immer mehr Städte stehen vor noch nie dagewesenen Herausforderungen. Die bestehende Infrastruktur ist vielerorts am Limit, man wünscht sich das Paket bis vor die Haustüre und gleichzeitig eine lebenswerte Stadt, ohne Lärm und Luftverschmutzung, mit Parks und Fußgängerzonen. Die Elektromobilität soll hier auf vielen Ebenen Lösungen bringen, dazu braucht es kreative Lösungen für eine weitreichende Verkehrswende. GoodMotion entwickelt den Lastenanhänger weiter und stattet diesen mit innovativer Technik für eine nachhaltige und intelligente Mobilität aus. In der Stadt von Morgen soll niemand mehr auf ein Auto angewiesen sein, um Transportaufgaben des alltäglichen Bedarfs zu erledigen. Ein Fahrradanhänger, ausgerüstet mit einer intelligenten Elektronik, macht jedes Fahrrad zum Lastenrad und bietet damit eine Alternative im Transportbereich zum PKW und Kleintransporter. Der Antrieb des Anhängers wird stets so geregelt, dass er keine Kraft auf das Zugfahrrad überträgt und gibt so ein leichtes Fahrgefühl, auch bei schweren Lasten. Ein umfassendes Sicherheitskonzept sorgt dafür, dass der Anhänger immer sicher zum Stehen kommt. Durch eine App bekommt er ein modernes Interface und verbunden mit dem Internet wird er Teil der Sharing-Economy. Der solare Betrieb und Rekuperation macht dieses Fahrzeug zur umweltfreundlichen Alternative, leise, sauber und sicher. So bereichert ein Fahrradanhänger ein lebendiges Stadtbild und nutzt alle Wege der Infrastruktur. Von der Straße und dem Radweg geht es als Handwagen direkt ins Gebäude. Mit dieser ausgestatteten Technik vereinfacht der Fahrradanhänger seine Handhabung und eignet sich der daher auch gut für Verleihstationen oder Baumärkte und macht das Fahrrad zum Transporter.Mehr Informationen zu dem neuen intelligenten Fahrradanhänger und dem Projekt finden sich auf der Unternehmenswebseite von GoodMotion .

Biomasse-Feuerung für die Zukunft fit machen (BioFfit)
Freiburg

Biomasse-Feuerung für die Zukunft fit machen (BioFfit)

Die ambitionierten globalen Klimaschutzziele erfordern Maßnahmen im gesamten Energiesystem, auf zentraler und dezentraler Ebene von der Erzeugung bis zur Anwendung. Holzbetriebene Einzelfeuerungen können dabei einen nennenswerten Beitrag zur Schonung fossiler Ressourcen und Reduktion der Klimagasemissionen leisten. Allerdings liegen deren Feinstaubemissionen brennstoff- und technikbedingt bei jährlich 24.000 Tonnen und überschreiten damit deutlich die Feinstaubemissionen von Pkw und Lkw. Das Ziel des Projekts ist die Erforschung, Entwicklung und Demonstration eines hocheffizienten Partikelabscheiders für den typischen Leistungsbereich von Einzelholzfeuerungsstätten, in Kombination mit passiver, automatischer Reinigung unter dem Einsatz von funktionalen Materialien. Mit Hilfe einer gekoppelten Verbrennungsregelung soll zudem der feuerungstechnische Wirkungsgrad erhöht und die Schadstoffemissionen gesenkt werden und im Zusammenspiel mit dem Partikelabscheider analysiert werden. Durch den Betrieb mit thermoelektrisch erzeugter elektrischer Energie kann der Abscheider und/oder die Verbrennungsregelung zudem fernab von Stromnetzen betrieben werden, oder kann eine wirtschaftliche Alternative zur nachträglichen Installation einer Stromversorgung darstellen. Die Entwicklung zielt auf Neuanlagen genauso wie auf die Nachrüstung des Anlagenbestandes. Erste Erfahrungen und wichtige Erkenntnisse zu den hier ebenfalls verwendeten Thermoelektrischen Generatoren, konnte das Fraunhofer IPM bereits in einem vorangegangenen Innovationsfonds Projekt , im Kontext eines anderen Anwendungsfalls, gewinnen.

Interkommunale Nahwärmeversorgung Oberwolfach und Wolfach
Oberwolfach

Interkommunale Nahwärmeversorgung Oberwolfach und Wolfach

Ziel des Vorhabens ist es, die bestehende Nahwärmeversorgung zu modernisieren und in den Bereichen der Nachbargemeinde Wolfach und dem Ortsteil Oberwolfach auszubauen und so den lokalen Beitrag zum Klimaschutz zu steigern. Das Herzstück der bestehenden Nahwärmeversorgung ist der Holzhackschnitzelkessel in der Heizzentrale. Auch in der neuen Heizzentrale soll ein möglichst hoher Anteil über einen zentralen Holzhackschnitzelkessel gedeckt werden. Zusätzlich zu der in der Heizzentrale genutzten Holzheizung soll ein externer Holzkessel einer Schreinerei in den Wärmeverbund integriert werden. Das dort bei der Produktion anfallende Resteholz kann so energieeffizient und ressourcenschonend eingesetzt werden. Die Grundlast der Wärmeversorgung soll zukünftig in der Heizperiode über den Holzhackschnitzelkessel in der Heizzentrale und in den Sommermonaten über den Holzkessel in der Schreinerei gedeckt werden. Parallel zu den beiden Holzkesseln wird ein Blockheizkraftwerk mit einer Leistung von rund 1.000 kWel installiert. Dieses große Blockheizkraftwerk soll hierbei in Verbindung mit einem großen Pufferspeicher nach Anforderungen des Strommarktes betrieben werden und anfallende Stromspitzen verringern. Dadurch soll der lokale Stromspitzenbezug reduziert werden. In den Sommermonaten, in denen große Mengen Photovoltaikstrom verfügbar sind, wird das Blockheizkraftwerk nicht betrieben. Zur Optimierung der Effizienz und Wärmeausbeute wird zusätzlich eine Wärmepumpe in der Heizzentrale errichtet. Diese soll sowohl die Abwärme des Blockheizkraftwerkes als auch zusätzlich über eine Abgaskondensation nutzbar gemachte Wärme der Holzheizung als Quelle nutzen. Ein ähnliches, ebenfalls überwiegend auf dem Energieträger Holz basierendes Nahwärmenetz wurde auch in Schnellingen innerhalb eines Innovationsfonds Projekts, umgesetzt.

Das KI-BHKW – Datenorientierter Service für intelligent & vorausschauend gesteuerte BHKW
Freiburg

Das KI-BHKW

„Wie stiftet man Mehrwert durch mehr Werte?“ Für das Energiesystem der Zukunft sind traditionelle Ansätze der Wärmebedarfsprognose zu überdenken. In einem gemeinsamen Innovationsprojekt nutzen E-MAKS und NEXT Data Service unter anderem die Daten fernauslesbarer Verbrauchszähler, um mit intelligenten Algorithmen den Einsatz von Blockheizkraftwerken zu optimieren. Das Ökosystem der Wärmebereitstellung wandelt sich hin zu dezentralen Energiezellstrukturen. Dabei rücken Kleinstanlagen und Quartierskonzepte gekoppelt mit Direktvermarktungsmechanismen in den Fokus. Diese zukunftsfähigen Konzepte erfordern sehr viel mehr Flexibilität und Individualität. Damit steigt die Komplexität für Wärmebedarfsprognose und -beschaffung und für den Betrieb der Anlagen im wirtschaftlichen Optimum. In der Konsequenz sind diese neuen Ansätze noch nicht wirtschaftlich. Gemeinsam mit der NEXT Data Service AG widmet sich die E-MAKS GmbH & Co. KG dieser Herausforderung. Die Unternehmen untersuchen gemeinsam die Realisierbarkeit von datengetriebenen Dienstleistungen und entsprechenden Geschäftsmodellen. Dazu entwickeln sie technologische Werkzeuge und intelligente Algorithmen, die sich insbesondere die seit Neustem sehr viel höhere Granularität von Verbrauchsdaten zu Nutze machen. Mit dem Projekt bewerten die Partner die Machbarkeit und Nutzen datengetriebener maschineller Lernverfahren. Diese Verfahren realisieren eine kurzfristige Prognose von Wärmebedarfen für Blockheizkraftwerke (BHKW). Sie werden dabei sowohl Erlöse aus der Stromproduktion als auch die Dynamik der technischen Seite berücksichtigen und Störgrößen, wie z.B. den Einsatz von Pufferspeichern oder unterschiedlichen Verbrauchsszenarien bewerten. Die Partner sind sich sicher: Mit der Nutzung der zunehmend verfügbaren Daten erschließen Akteure in der Energiewirtschaft Datenpotenziale, mit denen sie sich erfolgreich vom Wettbewerb absetzen. Das Vorhaben „ DaS KI BHKW – Datenorientierter Service für KI-gestützte BHKW-Fahrweise “ wird durch den Innovationsfond Klima- und Wasserschutz der badenova gefördert. Dem Projektantrag ist dabei ein intensiver Dialog von NEXT und E-MAKS mit den verbundenen Unternehmen badenova Wärmeplus, Syneco und badenova vorausgegangen. Im Rahmen von „Data Service Ideation Workshops“ diskutierten die Partner die Fragestellung, wie neue Geschäftsmodelle für Data Driven Services auf Basis vorhandener Daten innoviert werden können. Die identifizierten Service-Ideen wurden priorisiert und diese Projektidee für die erste Machbarkeitsprüfung ausgewählt. Basierend auf der Methodik der NEXT wird im Projekt nun innerhalb eines halben Jahres ein sogenannter MVP (minimal viable product) umgesetzt, der mit minimalen Mitteln einen Machbarkeitsnachweis für den gewinnbringenden Einsatz der Daten liefern soll. Untersucht wird auch mit welcher Granularität und durch welche Kombination unterschiedlicher Datensätze eine Optimierung hervorgerufen werden kann. Mit dem agilen Projektmanagement-Ansatz wird das Projekt in kleinen Iterationszyklen und kontinuierlicher Rückkopplung vorangetrieben. Damit werden Projektrisiken früh erkannt und eine flexible Nachsteuerung ermöglicht. Zusätzlich spiegelt das Projektteam monatlich im Management den Fortschritt und entscheidet hier über vorzeitigen Abbruch wegen Zielverfehlung oder Fortsetzung. Das Vorgehen erlaubt einen ressourcenoptimierte Machbarkeitsstudie auf deren Basis über die Skalierung und Weiterentwicklung des Ansatzes entschieden werden kann. Wie ein Wärmenetz optimiert werden kann, damit unterschiedliche dezentrale Wärmeerzeuger möglichst effizient zusammenspielen, wird auch im Zusammenschluss des Wärmenetz Kehl pilothaft umgesetzt, einem anderen ebenfalls vom Innnovationsfonds geförderten Projekt.

Ein Batterie-Kleinspeicher für Balkon-Solaranlagen - Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von Mikro-PV-Anlagen
Offenburg

Mikro-PV-Anlage mit Batterie-Kleinspeicher

Mikro-PV-Anlagen sind kleine Solaranlagen bestehend aus ein bis zwei Solarmodulen mit einer Leistung von 300 bis 600 W(p), die mit einem Inverter für die Einspeisung in das Hausnetz mit Hilfe einer Einspeisesteckdose ausgerüstet sind. Diese Anlagen können neben dem Dach auch im Garten, auf der Terrasse, auf dem Balkon, auf einem Carport oder auch an der Fassade montieren werden. Scheint die Sonne und wird im Haushalt Strom verbraucht, senken die 300 bis 600 W(p) großen Anlagen den Strombezug. Wird im Haushalt kein Strom verbraucht, geht der Produktionsüberschuss, wie bei „großen“ PV-Anlagen, ins Stromnetz. Die Zahl der in Deutschland installierten Anlagen wird bereits auf 30.000 geschätzt. Allerdings haben Untersuchungen im Rahmen des Innovationsfonds-Projektes „Mikro-PV“ gezeigt, dass trotz der geringen Leistungen der Anlagen nur etwa die Hälfte des erzeugten Stroms im eigenen Haushalt verwendet werden kann, denn oftmals fallen die Zeiten der PV-Stromproduktion nicht mit den Zeiten des Verbrauchs zusammen. Tagsüber sind die Anlagenbesitzer z.B. bei der Arbeit, Großverbraucher wie die Wasch- und Spülmaschine werden erst am Abend angeschaltet, wenn der Punkt der höchsten Sonneneinstrahlung bereits über-schritten ist. Im Projekt soll daher versucht werden, die Eigennutzungsquote des in Mikro-PV-Anlagen erzeugten Stroms durch Batteriespeicher zu erhöhen. Dabei ist der Batteriespeicher einer Mikro-PV-Anlage so auszulegen, dass er einerseits eine deutlich höhere Nutzung des eigenerzeugten Stroms erlaubt, andererseits aber nicht zu groß und damit teuer ausgelegt wird. Somit wäre es sinnvoll, vorhandene Bauteile einer Mikro-PV-Anlage, wie z.B. Mikro-Inverter und Einspeisesteckdose für das Gesamtsystem aus PV-Anlage und Batterie mit zu nutzen, also anders als bei „großen“ PV-Anlagen für die Batterie keinen separaten Wechselrichter vorzusehen. Bei der Wahl der Batterie ist entweder eine günstige und robuste Technik zu wählen oder vorhandene Batterien z.B. von Elektrokleinfahrzeugen (eBikes, eRollern) ein-zusetzen. Gelingt dies, ließe sich ein Mikro-PV-Batteriesystem sehr wirtschaftlich betreiben, was zu einer weiteren Verbreitung dieser Systeme führen würde.

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen? Eine rechtliche, betriebswirtschaftliche und landschaftsökologische Untersuchung.
Kehl

Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?

Der Ausbau der erneuerbaren Energieträger muss weiter voranschreiten, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Neben der Windkraft hat sich auch die Photovoltaik flächendeckend in Deutschland verbreitet. Insbesondere dort, wo hohe Sonnenstunden erwartet werden können und wo keine Konkurrenz zu anderweitiger Nutzung entsteht. Damit wurden bislang in Süddeutschland Photovoltaikanlagen vorzugsweise auf den Dachflächen von Gebäuden installiert. Diese Flächen werden allerdings irgendwann mit zunehmenden Ausbau erschöpft sein. Dieser Ausbau ist zu erwarten, da weiter sinkende Produktionskosten die Photovoltaik als vergleichsweise günstige regenerative Stromerzeugungsform attraktiv machen. Somit wird es unumgänglich werden, neben den Dachflächen zukünftig auch andere Flächen vermehrt in Betracht zu ziehen. In Frage kommen hierbei beispielsweise bislang landwirtschaftlich genutzte Freiflächen. Ziel dieses Projektes ist es daher, in einem interdisziplinären Ansatz die rechtlichen, betriebswirtschaftlichen und landschaftsökologischen Aspekte der Umwandlung bislang landwirtschaftlich oder zur Biogasmaisproduktion genutzter Flächen in Freiflächensolaranlagen aufzuarbeiten und zu prüfen, unter welchen Bedingungen eine Ausweitung von PV-Freiflächenanlagen möglich und sinnvoll ist. Hieraus lassen sich in einem nächsten Schritt dann Vorschläge für die Landwirtschaft, die Energiewirtschaft, die flächennutzungsplanenden Gemeinden und Regionalverbände sowie den Gesetzgeber ableiten, die auf der einen Seite den steigenden Bedarf nach Energie aus Erneuerbaren Energien und auf der anderen Seite die Konkurrenz zwischen ökologischer, landwirtschaftlicher, siedlungswirtschaftlicher und energetischer Flächennutzung berücksichtigen. Entsprechend soll in diesem Projekt eine landschaftsökologische Untersuchung anhand von Vergleichsflächen mit entsprechend unterschiedlicher Nutzung umgesetzt werden.