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Innovativ gefiltertes Regenwasser

Die herkömmlichen Methoden zur Regenwasseraufbereitung sind raumintensiv. Das Projekt untersuchte alternative und kostengünstigere Methoden der Regenwasserbehandlung, die ohne die herkömmlichen Regenklärbecken auskommen. In diesen lagerte sich der Schmutz ab, der sich im Regenwasser angesammelt hatte. Im Projekt waren diese raumintensiven Klärbecken überflüssig, stattdessen nutzte es ohnehin vorhandene Kanäle um das Wasser zu filtern.

Um die neue Regenwasserbehandlung zu realisieren untersuchten Wissenschaftler der Universitäten Stuttgart und Darmstadt, welche Fest- und Schadstoffe im Wasser enthalten sind und wie sich der Regenwasserabfluss unter verschiedenen Bedingungen voraussagen lässt.

Projektdaten

Projektnummer 2008-05
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Eigenbetrieb Stadtentwässerung
Laufzeit bis Dezember 2009
Zuschuss 138.653

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Energienetzmanagement dezentraler, wärmegeführter BHKW
Offenburg

Ein intelligentes Netz für BHKW

Wenn mehr und mehr dezentrale Wind-, Wasser- und Photovoltaikanlagen Strom ins Netz einspeisen, müssen Netzbetreiber flexibel reagieren, um Überlastungen oder Engpässe zu verhindern. So genannte demand-response Systeme nutzen dafür zu- und abschaltbare Elemente wie beispielsweise BHKWs. Für die Betreiber von BHKWs jedoch ist es am wirtschaftlichsten, wenn ihre Anlagen durchgehend laufen. In drei Teilprojekten entwickelte das Institut für Energiesystemtechnik der Hochschule Offenburg ein Energienetzmanagement, das beide Ziele vereint. Dazu erstellten sie ein Netzmanagement am Geflügelhof Zapf in Gengenbach. Dort stellte der Lebensmittelbetrieb in einem weiteren Innovationsfondprojekt seine Energieversorgung auf drei Holzvergasern um. Die Hochschule baute zunächst ein Messsystem auf, erfasste, wie viel Energie die Produktion überhaupt benötigt und modellierte mit Hilfe spezieller Software ein Netz, das flexibel auf Strom- und Wärmebedarf reagieren kann. Im Testbetrieb entstand so ein Modell, das die Wissenschaftler anschließend auf andere Kleinnetze anwenden können. Für die Stadt Offenburg erstellten die Wissenschaftler ein weiteres System, um das städtische Teilnetz aus fünf BHKWs und kommunalem Gebäudepool wirtschaftlich und ressourcenschonend zu betreiben. Über die bereits vorhandene Gebäudeautomation wurde gemessen, wie viel Energie aus BHKW und Netzstrom einfloss und bezogen auch Wetterprognosen und mögliche Speicher mit ein. Ziel war es, durch eine zentrale Steuerung die BHKWs möglichst ununterbrochen zu betreiben und ihre Energie im Netz optimal zu nutzen. Bei Bedarf könnten solche intelligenten Kleinnetze in Zukunft in größere Netzverbunde integriert werden ohne die lokalen Betreiber einzuschränken. Kombiniert mit den Ergebnissen aus den beiden anderen Teilprojekten entwickelte die Hochschule schließlich ein eigenes Stromnetz für Lehre und Forschung, mit verschiedenen Energiequellen sowie thermischen und chemischen Speichern. Die Hochschule baute so ihre Kompetenzen in der Systemanalyse aus und zeigt neue Wege auf, um Energienetze optimal zu betreiben. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Im Nachhinein muß das Projekt als sehr ambitiös eingestuft werden, konnte jedoch nach mehreren Verlängerungen erfolgreich abgeschlossen werden. Dabei wurde der notwendige Umfang den ein komplexes Energienetzmanagement fordert sehr deutlich. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere innovative Komponenten und Verfahren zum Einsatz kommen. Schritte zur Optimierung der automations- und energiemeßtechnischen Ausrüstung wurden unternommen, um Labornetze mit Schnittstellen zu versehen, die Smart Grid – Funktionen erst ermöglichen. Es zeigte sich, dass viele verfügbare Produkte langfristig nicht für den Betrieb in flexiblen Netzen geeignet sind. Den Partnern stehen nun gut ausgerüstete Reallabore zur Verfügung, um Microgrids im Sinne von Smart Grids zu vernetzen und vernetzt zu untersuchen. Mit Weiterentwicklungen bei modellbasierten Prognosen und Algorithmen wurden wichtige Schritte zur Validierung gemacht. Die Arbeit werden fortgesetzt und sind Teil aktueller Forschungsaufgaben.

Der naturnahe Wasserhaushalt als Leitbild in der Siedlungswasserbewirtschaftung – Analyse der Langzeitauswirkungen auf Grundwasserneubildung, Verdunstung und Abflussbildung im urbanen Raum
Freiburg - Landwasser

Ein Modell für den naturnahen Wasserhaushalt

Seit 1999 müssen Stadtplaner die urbane Wasserbewirtschaftung möglichst naturnah und umweltfreundlich gestalten. Für eine solche nachhaltige Wasserwirtschaft fehlten teilweise aber noch die Grundlagen. Bislang war es noch kaum erforscht, wie Regenwasser auf verschiedenen Siedlungsflächenverhalten versickert oder verdunstet, und wie sich diese Faktoren auf das städtische Mikroklima auswirken. Im Projekt des Lehrstuhls für Hydrologie der Universität Freiburg entstand deshalb ein Modell, das diese Faktoren für verschiedene Bebauungsarten analysierte und mit unbesiedelten Flächen im Umland verglich. Dafür kartierten die Wissenschaftler das Stadtgebiet von Freiburg und teilten es in verschiedene Oberflächenarten ein, z. B. Pflaster oder Asphalt, Häuser oder städtische Grünflächen ein. Auf verschiedenen Referenzflächen wurde über drei Jahre hinweg gemessen und festgehalten, wie dort Regenwasser verdunstet oder versickert, sich auf Stadtklima und Grundwasser auswirkt und wie effizient das Kanalsystem und bestehende Versickerungsmaßnahmen sind. Der Vergleich mit einer unbebauten Naturfläche im Umland erlaubt Rückschlüsse darauf, wie naturnah der Freiburger Wasserkreislauf ist. In Zusammenarbeit mit dem Eigenbetrieb Wasserwirtschaft der Stadt Freiburg und dem Ingenieurbüro Ernst & Co entstand so ein Instrument, das es zukünftig erlaubt, für einzelne Gebiete oder eine Stadt genaue Vorhersagen zu treffen. Eine Fallstudie in Landwasser ergänzte das Projekt. Aus diesen Erkenntnissen entwickelten die Forscher ein Model, das es auch anderen Städten erlaubt, ihre Wasserwirtschaft künftig nachhaltiger zu gestalten. Wesentliche Erkenntnisse: Die entwickelten Simulationswerkzeuge erlauben die zeitliche Dynamik des Wasserhaushaltes für die natürlichen, teilversiegelten und versiegelten Flächen, sowie für die dezentralen und zentralen Maßnahmen zur Versickerung von Niederschlag detailliert zu betrachten und in Ihrer Wirkung auf den gesamten Wasserhaushalt des Siedlungsraumes zu bewerten. Anhand des vorliegenden Modells lässt sich der Einfluss von Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen auf den Wasserhaushalt innerhalb von Siedlungsräumen nun zusätzlich auch in seiner Abweichung vom Wasserhaushalt naturnaher Referenzflächen quantifizieren und bewertet werden. Das Modell ist in allen Siedlungen anwendbar. Die Verfügbarkeit von Wasser in Städten für die Verdunstung kann gezielt zur Verringerung der Erwärmung städtischer Innenräume durch den Klimawandel beitragen. Dazu ist jedoch die genaue Berechnung des Wasserhaushaltes aller Oberflächentypen, sowie zentraler und dezentraler Maßnahmen zur Regenversickerung notwendig.

ThermCoolProfit
Freiburg

Kälte aus Wärme sinnvoll eingesetzt

Weltweit sind immer mehr Klimaanlagen im Einsatz, selbst in Mitteleuropa steigt durch die Klimaerwärmung die Nachfrage nach klimatisierten Räumen. Den Markt dominiert aber immer noch die Kompressionkältetechnik, die so viel Strom verbraucht, dass Spitzen im Stromverbrauch vermehrt auch während der heißen Monate auftreten. Dabei herrscht angesichts von den 100 Pilotanlagen, die allein in Europa nicht mit Strom sondern Wärme funktionieren, kein Mangel an neuen, umweltfreundlichen Kühltechniken. Die Verbraucher halten sie aber oft noch für nicht wirtschaftlich genug. Im Kontext steigender Strompreise, die es teuer machen konventionelle Anlagen zu betreiben, wird thermische Kühlung aber auch zu einer finanziell interessanten Alternative. Um die Vorbehalte gegenüber thermischen Anlagen weiter abzuschwächen, entwickelte die Hindenburg Consulting gemeinsam mit der Energieagentur Regio Freiburg exemplarisch Kühlkonzepte für fünf Demonstrationsobjekte. Dazu gehörten das Autohaus Ebner in Albbruck, dessen Ausstellungshalle sich im Sommer stark aufheizt oder die Firma Dentaurum aus Ispringen, in deren Werkhallen seit 120 Jahren zahntechnische Produkte entstehen. Beide hatten sich an einem Wettbewerb für die Teilnahme qualifiziert. Hierbei erprobten die Projektleiter einen Fragebogen, der auch in Zukunft dabei hilft, schnell und einfach herauszufinden, wo sich thermische Kühlanlagen lohnen. Nachdem das Konzept verschiedene Möglichkeiten durchgespielt hatte, suchten die Projektleiter die Anlage aus, die unter den jeweiligen Umständen am besten geeignet waren. Das Projekt bewies nicht nur, dass thermische Klimaanlagen wirtschaftlich sind, oft senken die neuen Anlagen auch die Betriebskosten und bewirken, dass die Besitzer im Winter weniger heizen müssen. Durch die Vielfalt der Objekte, vom Bürogebäude über eine Kellerei zur industriellen Werkshalle, hat das Projekt eine große Beispielwirkung und demonstriert, dass es sich in allen Bereichen lohnt, umweltfreundlich zu klimatisieren. Wie groß das Interesse am Projekt und an thermischer Kühltechnik ist, zeigt sich daran, dass sogar aus Spanien Bewerbungen eintrafen. Mehr Informationen auf der Homepage von ThermCoolProfit .