Konvergente Infrastrukturen

Konvergente Infrastrukturen

© Foto Fraunhofer IFF, Dirk Mahler

Für eine zukunftsfähige Energieversorgung hat in Deutschland der Umstieg auf regenerative Energieträger begonnen. Damit gehen die Entwicklung neuer Speichertechnologien und der Aufbau intelligenter Energieversorgungsnetze einher. Um die neuen, komplexen Ver- und Entsorgungsinfrastrukturen in und zwischen Unternehmen sowie deren Umfeld aufzubauen, bündelt das Fraunhofer IFF seine Kompetenzen in den Bereichen Produktion, Logistik, Energie sowie Informations- und Kommunikationstechnologien. Seine Forscher entwickeln intelligente Systeme für das Energiemanagement und entwerfen integrierte Produktions- und Logistiknetze, um die sichere Nutzung volatiler Energien zu ermöglichen.

Phosphorreiche Reststoffe thermisch behandeln und aufkonzentrieren

Die jahrzehntelange intensive Düngung mit organischen Reststoffen hat zur Erhöhung der Nitratkonzentrationen in Grundwasser und Böden geführt. Vor allem in Deutschland wird diese Düngepraxis zunehmend zu einem Problem. So veranlasste die EU Deutschland, die nationale Gesetzgebung zu novellieren und die landwirtschaftliche Verbringung von Klärschlamm einzuschränken bzw. ab 2025 für größere und mittlere Kläranlagen sogar ganz zu verbieten. Als einziger Entsorgungsweg für die jährlich mit 1,9 Millionen Tonnen anfallenden Klärschlammmengen wird dann die Verbrennung vorgeschrieben sein. An die zu entwickelnden Verbrennungskonzepte werden neben einer wirtschaftlichen Betriebsweise weitere anspruchsvolle Anforderungen gestellt. Sie sollen energieautark, emissionsarm und CO2 -neutral funktionieren und darüber hinausgehend Verbrennungsaschen produzieren, die beste Voraussetzungen für ein nachgeschaltetes Phosphorrecycling bieten.

Ökologisch unbedenkliche Brunnenreinigung durch Kaviation

Das Betreiben von Brunnen für Trinkwasser und die Förderung technischer Wasser, beispielsweise bei der Grundwasserabsenkung in Baugruben und Tagebauen, ist nur über einen begrenzten Zeitraum möglich, da die Brunnen im Laufe der Zeit durch Alterung ständig an Leistung verlieren. Die Hauptverursacher sind Eisenbakterien, die zu einer chemischen und biologischen Verockerung führen. Zur effektiven und ökologisch unbedenklichen Reinigung von Brunnen wurde ein neuartiges Reinigungsverfahren für Brunnendurchmesser von 80 bis 300 mm nach dem technologischen Prinzip der hydrodynamischen Kavitation entwickelt. 

Zukunftsfähige Stromnetze durch intelligente Stationen und Leitwarten

Mit zunehmender regenerativer Erzeugung verschieben sich bereits heute die Herausforderungen der volatilen Einspeisung aus der Verteilnetzebene in das Übertragungsnetz. Die zentralen Leitwarten sind mit einer stetig größer werdenden Dynamik des elektrischen Versorgungssystems konfrontiert und müssen dessen Stabilität und Sicherheit auch in Zukunft durch effiziente Maßnahmen gewährleisten können. Das Projekt »DynaGridCenter« beschäftigt sich deshalb mit der Frage, wie das Stromnetz zur Bewältigung dieser Herausforderungen ausgerüstet werden und funktionieren muss. Ausgehend von einer Erweiterung der Funktionalitäten zentraler Leitwarten werden mit Hilfe eines breit aufgestellten Konsortiums Lösungen für die optimierte Netzbetriebsführung, intelligente Schutzmechanismen und der intelligenten Datenverarbeitung und Kommunikation geschaffen.