Energie · Gebäude · Umwelt (EGU)
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The Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG) is a tool for modeling and optimizing energy systems with a focus on urban systems. The SESMG is easily accessible as it comes with a browser-based graphical user interface, spreadsheets to provide data entry, and detailed documentation on how to use it. Programming skills are not required for the installation or application of the tool. The SESMG includes advanced modeling features such as the application of the multi-energy system (MES) approach, multi-objective optimization, model-based methods for reducing computational requirements, and automated conceptualization and result processing of urban energy systems with high spatial resolution. Due to its accessibility and the applied modeling methods, urban energy systems can be modeled and optimized with comparatively low effort.
The first oscillating water column was invented in 1940. In the past decades the need of wave energy systems has significantly increased. This article quickly describes the Wells turbine and possibilities to enhance its performance and should answer the question: what are the design parameters that can be optimized?
Furthermore it gives a small outlook about the history of oscillating Water Columns.
Mechanical ventilation of buildings is generally based on steadily operating systems. This field is well known and established. But, an approach based on time-varied supply flow rates might improve indoor air quality, comfort, and energy consumption. Typical time-scales of the variation are in the order of seconds or minutes. Until now, the effects of unsteady ventilation scenarios are not fully described and so, reliable dimensioning rules are missing. Hence, with a better understanding of the flow in unsteady ventilation, systems can be calculated and optimised. To understand the effective mechanisms and derive functional relations between the flow field and variation parameters, full-field optical flow measurements are executed with a particle image velocimetry (PIV) system. Experiments are conducted under isothermal conditions in water in a small-scale room model (1.00 m × 0.67 m × 0.46 m) with two swirl ceiling diffusers, Reynolds-scaling assures similarity. In a series of experiments, the effects of different unsteady ventilation strategies on the flow fields are investigated and compared to steady conditions with the same mean exchange rate. Mean exchange rates, signal types, periods, and amplitudes are varied. Time-averaged normalised velocity fields already indicate notable differences between steady and unsteady cases especially for lower exchange rates: the distribution is more homogeneous in unsteady scenarios compared to steady conditions, and low-velocity areas are reduced while the mean velocity of the room increases. So, unsteady ventilation might be beneficial in terms of improved ventilation and energy savings in partial-load operation. Fast Fourier Transformation (FFT) analyses of the mean velocity for each field over the whole series detect the main frequency of the volume flow variation. By dividing the velocity field into smaller areas, this main frequency is still detected especially in the upper part of the room, but side frequencies play a role in the room as well.
Das Forschungsprojekt "Verringerung von Lebensmittelabfällen - Identifikation von Ursachen und Handlungsoptionen in Nordrhein-Westfalen" (Zeitrahmen: 9/2011 - 2/2012) im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz in Nordrhein-Westfalen (MKULNV) steht im Kontext der Diskussion um eine neue Wertschätzung für Lebensmittel und einen nachhaltigen Lebensstil. Das Institut für nachhaltige Ernährung und Ernährungswirtschaft (iSuN) der Fachhochschule Münster wurde gemeinsam mit der Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen beauftragt, die Studie mit dem Schwerpunkt der Identifikation von Ursachen und Handlungsoptionen zur Verringerung von Lebensmittelabfällen in Nordrhein-Westfalen durchzuführen. Der Lebensmittelmarkt ist stark arbeitsteilig organisiert und global vernetzt. Die Situation in Nordrhein-Westfalen unterscheidet sich dabei nicht wesentlich von der in ganz Deutschland oder in Europa. Die Orientierung auf Nordrhein-Westfalen erfolgte über die Auswahl von Interwiepartnern und Unternehmensexperten sowie über die Auswahl der für Nordrhein-Westfalen besonders relevanten Produktgruppen Gemüse, Brot und Backwaren, Milch und Milchprodukte sowie Fleisch und Wurstwaren. Handlungsoptionen zur Verringerung von Lebensmittelabfällen in Nordrhein-Westfalen sind prinzipiell auf andere Bundesländer in Deutschland übertragbar. Die Studie setzt sich aus insgesamt vier Forschungsbausteinen zusammen. Im Forschungsbaustein A werden die Ursachen von Lebensmittelabfällen für die vier relevanten Produktgruppen analysiert und Handlungsempfehlungen zur Reduzierung von Lebensmittelabfällen abgeleitet. Betrachtet werden die jeweiligen Wertschöpfungsketten von der Landwirtschaft bis zum Handel. Die analysierten Ursachenfelder zeigen stufenübergreifende Wirkungen innerhalb der Wertschöpfungskette, die zu Lebensmittelabfall führen. Aus diesem Grunde ist besonders die Betrachtung der Schnittstellen für die Entwicklung von Maßnahmen entscheidend. Forschungsbaustein B untersucht auf der Grundlage persönlicher Interviews und anonymer Onlineinterviews Ursachen, die Verbraucherinnen und Verbraucher veranlassen, Lebensmittel wegzuwerfen und leitet daraus Empfehlungen zur Verringerung von Lebensmittelabfällen ab. Die Befragungen zeigen, dass insbesondere komplexe, oft schlecht planbare Lebens- und Arbeitssituationen dazu führen, dass Lebensmittel weggeworfen werden müssen. Forschungsbaustein C analysiert statistisch verfügbare Daten, aus denen sich Lebensmittelabfallmengen für Nordrhein-Westfalen hochrechnen lassen. Forschungsbaustein D zeigt auf, dass die Entstehung von Lebensmittelabfällen nennenswerte soziale, ökonomische und ökologische Wirkungen nach sich zieht, die zu beachten sind. Mit der modellhaften Betrachtung der Ressourcenverbräuche und Umweltbelastungen ausgewählter Lebensmittel werden die Dimensionen der ökologischen Wirkung von Lebensmittelabfällen deutlich gemacht. Die Ressourcenverbräuche in den Vorketten der Lebensmittel betragen ein Vielfaches des Abfallaufkommens. Die ökologischen Fußabdrücke von Lebensmitteln der vier Produktgruppen verteilen sich anders als das Abfallaufkommen, da den verschiedenen Lebensmitteln unterschiedliche Ressourcenverbräuche zugeordnet sind. Bei den Lebensmittelabfällen hat die Produktgruppe Obst und Gemüse mengenmäßig den größten Anteil, dafür aber einen deutlich geringeren Anteil an den Ressourcenverbräuchen als Fleischprodukte. Aus dem Kontext der vier Forschungsbausteine leitet die Studie Handlungsvorschläge zur Verringerung und Vermeidung der Lebensmittelabfälle in Nordrhein-Westfalen in den vier grundlegenden Kategorien "Prozessoptimierung/Schnittstellenmanagement", "Strukturen und Regeln", "Verwerten statt Entwerten" sowie "Wertschätzen und Aufwerten" ab. Anhand dieser Handlungsfelder können konkrete Ansätze für die Teilnehmer des Runden Tisches "Neue Wertschätzung für Lebensmittel" aber auch für die Politik in Nordrhein-Westfalen abgeleitet werden, um Lebensmittelabfälle zu vermeiden und "neue Märkte" zur Reduzierung von Warenverlusten bzw. Weiterverwendung von Lebensmittelabfällen zu identifizieren.
The annual wastewater flow that is treated by public
wastewater treatment plants in Germany amounts
to approx. 10 ∗ 10^9 m3/a and forms an ”artificial” hydropower
potential that can be used for energy generation
or recovery. In the context of this paper, energy
recovery in the outlet of wastewater treatment plants
is examined using the specific example of the water
wheel at the Warendorf central wastewater treatment
plant. The ”artificial” hydropower potential can be
roughly estimated at up to 20 to 105 GWh/a , whereby
this is largely dependent on the hydraulic gradient.
The strong variance results, among other things, from
the findings of the water wheel operation in Warendorf.
The decisive aspect here is the differential factor,
which describes the deviation between the theoretical
and actual energy yield of the water wheel. The
factor includes maintenance work, downtimes and insufficient
inflows, which are associated with a loss of
output. In the case study, the annual energy recovery
amounts to approx. 2 % of the annual electricity consumption
of the wastewater treatment plant and can
be estimated to 23,500 kWh (2022). In the context
of the economic analysis, it can be seen that despite
the ”low” yield, economic operation is possible if the
system is viewed as a long-term investment - payback
period of the example is approx. 14,5 years. The
27-year operation (1996 - 2023) of the water wheel
at the Warendorf central wastewater treatment plant
confirms this and important findings on successful
practical operation can be shown in the context of
this paper.
Die Hälfte des Endenergiebedarfs in Deutschland wird zur Deckung des Wärmebedarfs der Wirtschaft und der privaten Haushalte benötigt; überwiegend erzeugt durch Erdgas und Heizöl. Gerade die energetisch nur unzureichend sanierten Einfamilienhausbestände des ländlichen Raumes bergen ein hohes Potenzial für Energieeinsparungs- und Effizienzsstrategien, um zum einen den Klimaschutz zu fördern und zum anderen eine nachhaltige wirtschaftliche Entwicklung des ländlichen Raumes anzustoßen. Die 9. Steinfurter Bioenergiefachtagung zeigt Strategien und Maßnahmen auf, die zeigen, wie eine "Wärmewende im ländlichen Raum" aussehen kann, welche Chancen und Möglichkeiten sie bietet und warum eine "Wärmewende" strategisch unabdingbar für das Gelingen des Generationenprojektes "Energiewende" insgesamt ist. Die Veranstaltung zeichnet den Pfad von konzeptionellen Ideen über Beispiele aus der Praxis bis hin zu zukunftsweisenden technologischen Ansätzen: Wärmekataster Kreis Steinfurt KWK-Modellkommune Saerbeck Wege zum Bioenergiedorf - Praxisbeispiele Technische Voraussetzungen und Möglichkeiten für effiziente Wärmenetze im ländlichen Raum Finanzierungs- und Fördermodelle für eine gelungene Wärmewende
Mit wenigen Ausnahmen wird im elektrischen Versorgungssystem die Pumpspeichertechnik zur Pufferung größerer Abweichungen zwischen momentanem Stromverbrauch und -erzeugung und zur zeitlichen Verschiebung von Lasten eingesetzt. Erste großtechnische Anlagen wurden bereits Ende der zwanziger Jahre des letzten Jahrhunderts in Deutschland gebaut, um die Auslastung thermischer Kraftwerke gleichmäßiger zu ermöglichen. Pumpspeicherwerke bieten sich somit als Referenztechnologie an, mit der sich neue Entwicklungen messen müssen. Ein Überblick.