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Erhöhung des Energieertrages eines Untertägig Geschlossenen Geothermischen Wärmetauschers durch die Verwendung geeigneter wärmeleitender Zementrezepturen. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Bisherige Systeme zur Stromerzeugung aus Geothermie weisen eine hohe Abhängigkeit von günstigen geologischen Standorten auf. Um diesem und weiteren Nachteilen zu begegnen, wird ein Untertägig Geschlossener Geothermischer Wärmetauscher, kurz UGGW, vorgeschlagen, bestehend aus zwei vertikalen Bohrungen und einer horizontalen Verbindungsbohrung. Dieses System wird komplett verrohrt, und die Verrohrung wird durch einen Zementmantel mit dem Gebirge verbunden. Entsprechend kommt der Wärmeleitfähigkeit dieses Zementmantels eine hohe Bedeutung zu. Simulationen des Energieertrages für eine angenommene Modellbohrung ergaben, dass durch eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Zementmantels von 1 auf 2 W/mK die Energieausbeute um fast 5 % gesteigert werden kann. Neben der Wärmeleitfähigkeit gilt es beim Entwurf von neuen Zementrezepturen aber auch andere Aspekte zu berücksichtigen: Eine vollständige Verdrängung der Spülung und ein ausreichendes Feststofftragvermögen sind sicherzustellen. Des weiteren muss verhindert werden, dass beim Verpumpen das Gebirge aufreißt und die Zementsuspension in das Gebirge abfließt. Bei diesen Aspekten spielen die Dichte der Bohrspülung, die Dichte der Zementsuspension sowie die Fliesseigenschaften eine zentrale Rolle, wie Literaturstudien sowie Berechnungen mit einem Zementationsprogramm ergaben. Einen weiteren wichtigen Aspekt stellen die Festigkeitseigenschaften des Zementmantels dar, um die Stabilität des Bohrloches langfristig zu gewährleisten. Ein Versuchsprogramm mit mehreren möglichen Zuschlagstoffen zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit unter atmosphärischen Bedingungen ergab, dass Grafit und Siliziumcarbid die günstigsten Eigenschaften aufweisen. Mit diesen beiden Zuschlagstoffen wurden weitere Optimierungen sowie Ringraum-Zementationsversuche unter atmosphärischen Bedingungen und Konsistometerversuche unter In-Situ-Druck- und Temperaturbedingungen durchgeführt.

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Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist wetterabhängig. Noch dazu ist Strom grundsätzlich nicht speicherbar. Was besagt dies für unser Verbrauchsverhalten? Bedeutet die Flexibilisierung der Stromabnahme einen Verzicht zu Zeiten der geringeren Stromerzeugung? Oder gäbe es Instrumente, Strommengen und Kapazitäten zu bündeln, um einen umverteilenden Ausgleich zu erreichen? Ist Versorgungssicherheit ohne Eingriffe in den Markt möglich? Dies nahm der Gesetzgeber mit der Einführung des § 14a EnWG im Jahr 2011 an. Die weitere Konkretisierung des einschlägigen rechtlichen Rahmens fehlt. Es wird ein Vorschlag entwickelt, wie die Norm in die Praxis umgesetzt werden könnte.

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Thomas Auer, Thomas Schmid, Sen Dong, Kristoffer Kramer
Nutzersensibilisierung für die Ressource Strom
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3079
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Durch das System der jährlichen Abrechnung ist es dem Nutzer in der Praxis weder möglich Rückschlüsse aus seinem aktuellen Verhalten zu ziehen, noch seinen Einfluss auf den Stromverbrauch zu kontrollieren. Das heißt Verbraucher können nur ahnen, welche Verhaltensmuster einen geringen oder hohen Einfluss auf die Stromrechnung haben. Der Verbraucher steht vor der Herausforderung, ein quantitatives Gefühl für Energie zu entwickeln. Es ist notwendig, die kurz- und langfristigen Auswirkungen unseres Verhaltens unmittelbar und quantifiziert nachvollziehen zu können. Mit Hilfe eines ausreichend hoch aufgeschlüsselten Gesamtstromes ist dies möglich, da die dem Verbraucher zur Verfügung gestellten Daten unmittelbar Rückschlüsse auf das Verhalten aufzeigen. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine Sensibilisierung im Umgang mit der Ressource Strom zu bewirken. Die alltägliche Stromnutzung soll für den Verbraucher greifbarer, bewusster und quantifizierbarer werden. Das Projektergebnis soll ein einfaches aber wirkungsvolles Instrument bieten, um den eigenen Stromverbrauch über leicht verständliche Visualisierungen quantifizierbar zu machen.

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M. Norbert Fisch, Thomas Wilken, Franziska Bockelmann, Daniel Houschka
Dezentrale, modulare Stromspeicher zur Eigenstromsteigerung in EffizienzhausPLUS Gebäuden
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2019, 127 S., 98 Abb. u. 30 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Im Forschungsprojekt untersuchte zweigeschossige Wohnhaus Berghalde wurde im Oktober 2010 im EffizienzhausPLUS-Standard fertiggestellt. Neben einem bilanziellen Jahresüberschuss wird die Steigerung des Eigenstromanteils durch ein Lastmanagement bzw. die Nutzung der thermischen Masse verfolgt. Im vorliegenden Forschungsprojekt liegt nun der Schwerpunkt auf der Einbindung und Nutzung von Stromspeichern, um den Eigenstromanteil von rund 30 Prozent (im Mittel der ersten Betriebsjahre) weiter zu steigern. Im Kontext der Speichereinbindung werden die Kosten analysiert und die verschiedenen Speichertypologien und deren Anwendung im Ein- und Mehrfamilienhaus mit dem Ziel bewertet, die Übertragbarbarkeit auf zukünftige Bauprojekte, auch Bestandsgebäude mit PV-Anlagen, besser beurteilen zu können. Ein weiterer Themenschwerpunkt im Forschungsprojekt ist die Betrachtung von Bestandsanlagen, deren Verträge zur Einspeisevergütung in den kommenden Jahren auslaufen werden. Der überwiegende Teil dieser Anlagen speist den regenerativ erzeugten Strom in das öffentliche Netz ein. Hier müssen Konzepte zur Eigennutzung des PV-Stroms entwickelt und aufgezeigt werden. Für die Integration von Stromspeichern als wesentlicher Baustein zur Eigenstromnutzung werden dabei große Potentiale gesehen.

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Dirk Timmermann, Vlado Altmann, Jan Skodzik, Tim Wegner, Arne Wall, Hannes Raddatz
Offene Schnittstellen im Smart Home unter Verwendung semantischer Plug and Play Technologien. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3007
2017, 200 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Im Rahmen des Projektes wurde zunächst der Stand der Technik gründlich analysiert. Dabei wurden die Kommunikationsgrundlagen untersucht, die für die Durchführung des Projektes erforderlich sind. Anschließend erfolgte eine Analyse der in der klassischen Gebäudeautomation zum Einsatz kommenden Technologien und der aktuellen Entwicklungen im Smart Home. Damit bei einem Einsatz von neuen Technologien die alte Technik nicht vollständig verdrängt werden muss, wurde als erster Aspekt des Projektes die Integration der Legacy-Technologien in Web-Service-Umgebungen untersucht. Ein kompletter Umstieg auf eine neue Technologie ist mit höheren Kosten verbunden, da alle bestehenden Installationen in diesem Fall vollständig modernisiert werden müssen. Eine kostengünstige Lösung ist dagegen eine schrittweise Modernisierung. Dabei werden nur einige Geräte ersetzt oder neue Geräte installiert. Die bestehenden Geräte sollen weiterhin genutzt und in die neue Installation integriert werden.

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Mathias Dalheimer
Energiemanagement für Mietwohnungen mit Open-Source Smart Metern (EMOS). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2951
2015, 112 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Projekt "Energiemanagement für Mietwohnungen mit Open-Source Smart Metern"(EMOS) wurde der Einsatz von Smart Metering-Techniken speziell in Mietwohnungen evaluiert. In Deutschland wohnt gut die Hälfte der Bevölkerung in Mietwohnungen. Das durchschnittliche Alter einer Mietwohnung beträgt rund 50 Jahre - das Modernisierungspotential ist enorm. Gleichzeitig haben Mieter oft keinen Einfluss auf Fassadendämmung, Erneuerung des Heizungssystems oder ähnliche Maßnahmen. Die Zielsetzung des Projektes ist daher, den Mietern Handlungsspielräume aufzuzeigen und gegebenenfalls auch Verhaltensänderungen herbeizuführen, die letztlich zu einer Reduktion des Energieverbrauchs führen.

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A. Wobben
Fertigung und Erprobung von wartungsarmen Windenergiekompaktanlagen von 80 kW unter industriellen Bedingungen
Bauforschung, Band T 2385
1990, 22 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen dieses Vorhabens wurden 5 Windenergieanlagen mit einer installierten Leistung von je 80 kW aufgebaut. Der Prototyp dieser Anlage wurde 1988 entwickelt und Ende 1988/Anfang 1989 beim Produktionsbetrieb der Fa. ENERCON in Aurich installiert. Diese Anlage dient seitdem als "Testanlage". Der neue Typ ENERCON-17/80 kW wird in einer Nullserie von 5 Stück an verschiedenen Standorten in Deutschland getestet. Es wurden die Funktionen "Verfügbarkeit" und "Energieausbeute" nachgewiesen. Durch Wahl einer Kompaktbauweise soll nachgewiesen werden, daß industrielle Fertigung auch im Bereich des Windenergieanlagenbaus machbar ist. Durch Vorbereitung auf eine Serienproduktion dieses Anlagentyps soll die Wirtschaftlichkeit der Windenergieanlagen bis 100 kW entscheidend verbessert werden. Mit der Wahl von verschiedenen Standorten werden auch verschiedene Anwendungsbereiche dargestellt. Es sind dies: 2 kommunale Kläranlagen, 1 Wasserwerk, 1 Gewerbetreibender und 1 Sperrwerk. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Mann, Gunter; Mollenhauer, Felix
Kombination von Photovoltaik und Dachbegrünung. Grün bietet Schutz der Dachabdichtung, Kühlung und Biodiversität.
Stadt + Grün : das Gartenamt ; Organ der Ständigen Konferenz der Gartenbauamtsleiter beim Deutschen Städtetag, 2021

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Neustart für den solaren Mieterstrom. EEG-Novelle bringt Verbesserungen.
Die Wohnungswirtschaft : DW, 2021

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Schmitt, Thomas
Erneuerbare Energien in Nordafrika. Die Inwertsetzung der Sahara-Sonne
Geographische Rundschau, 2020

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Denzler, Lukas
Eine Gratwanderung
Tec 21, 2020

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Germies, Jürgen
Dezentrale Energieversorgung - wie die Umstellung gelingt.
Transforming cities, 2020

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