ÖKO? LOGISCH! SACHSEN FORSCHT NACHHALTIG.

Projekte aus Hochschule und Forschung – gefördert aus dem Europäischen Sozialfonds (ESF)

INHALT

05 Einleitung

AktuelleProjekte

10 SauberesWasser12 ZerstörteLandschafteneffektivrekultivieren14 WindenergieanlagenfürjedenHaushalt16 GeruchsstoffeimTrinkwasservermeiden18 Ressourcenschonen20 AkzeptanzvonElektroautosfördern22 SogelingtdieEnergiewende24 Forschung(be)greifbarmachen

IntelligentedezentraleEnergiespeichersysteme28 DerStoff,ausdemdieHäusersind30 WelcherBaumaufwelchenPlatz?32 WennderAckerimVorgartenliegt

34 ElektromobilitätdernächstenGeneration36 KeinSchimmelmehranBaustoffoberflächen38 DieWohnung,diemitdenkt40 StromundWärmezuHauseproduzieren42 KälteausdemErdinnern44 Energiequelle:Asphaltbelag

NeueProjekte–einAusblick

46 TransparenteDämmstoffe47 IntegrierteHochwasservorsorge48 GrundlagenfürnachhaltigeEnergie­

versorgungschaffen49 NachhaltigProduzieren

50 Impressum

FÜR DIE MENSCHEN IN EUROPA

Mit dem Europäischen Sozialfonds (ESF) fördert die EU seit mehr als 50 Jahren die Arbeitsmarkt- und Beschäftigungs-politik in den Mitgliedstaaten. Der ESF ist damit der älteste der sogenannten Strukturfonds, die den wirtschaftlichen und sozialen Zusammenhalt in der EU stärken.

Chancen verbessernSeitGründungderEuropäischenWirtschaftsgemeinschaft1957verbessert der ESF die Beschäftigungschancen, unterstütztdieMenschendurchAusbildungundQualifizierungundträgtzumAbbauvonBenachteiligungenaufdem Arbeitsmarkt bei.

Investitionen in MenschenZielderEuropäischenUnion istes,allenMenscheneinebe­ruflichePerspektiveaufzuzeigen.JederMitgliedstaatundjedeRegionentwickeltdabeiimRahmeneinesOperationellenPro­gramms eine eigene Strategie. Damit kann den Erfordernis­senvorOrtambestenRechnunggetragenwerden.AuchderFreistaat Sachsen hat ein solches Operationelles ProgrammfürdenESFaufgelegt.

EU-Gelder nach regionalen KriterienFinanzielleMittelausdemEuropäischenSozialfondskönnenUnternehmen,Hochschulen,Bildungsträger,Nichtregierungs­organisationen, Wohlfahrtsverbände sowie Sozialpartnererhalten, die im Bereich Beschäftigung und soziale Einglie­derungaktivsind.AberauchEinzelpersonenkönnenvonderFörderungprofitieren,umihreChancenaufdemsächsischenArbeitsmarktzuerhöhen.

BESTE BEDINGUNGEN FÜR DIE BESTEN KÖPFE –DIE SÄCHSISCHEN HOCHSCHULEN IM ÜBERBLICK

Dresden• Technische Universität Dresden• Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden • Hochschule für Musik Carl Maria von Weber Dresden• Hochschule für Bildende Künste Dresden• Palucca Hochschule für Tanz Dresden

Leipzig• Universität Leipzig• Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig• Hochschule für Musik und Theater

„Felix Mendelssohn Bartholdy“ Leipzig• Hochschule für Grafik und Buchkunst Leipzig

Chemnitz• Technische Universität Chemnitz

Freiberg• Technische Universität Bergakademie Freiberg

Mittweida• Hochschule Mittweida

Zwickau• Westsächsische Hochschule Zwickau

Zittau/Görlitz• Hochschule Zittau/Görlitz

MEHR WACHSTUM UND BESCHÄFTIGUNG FÜR SACHSEN

Mit der Förderrichtlinie „ESF Hochschule und Forschung“ hat der Freistaat Sachsen den Grundstein für eine heraus-ragende Bildungsinitiative gelegt.

Nachhaltige ForschungWissen und Bildung sind in unserer globalisierten Welt zuwichtigen Gütern geworden. Sie bilden die Grundlage fürnachhaltige Forschung, die nötig ist, um sich den Heraus­forderungen der Zukunft zu stellen. Gerade in Sachsen hatdas Hervorbringen von Innovationen eine jahrhundertelangeTradition.

Akademische ImpulsgeberDas Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft undKunst (SMWK) hat die Rolle der Hochschulen als Innova­tions­undImpulsgebererkannt.MitderFörderrichtliniezumEuropäischen Sozialfonds nimmt Sachsen eine echte Vor­reiterrolleinnerhalbderEUein.Seit2007konntederFreistaatseinenakademischenNachwuchsmitrund190MillionenEurofördern.

Qualifizierte Köpfe im Land haltenSachsen ist damit das erste Bundesland, das in so großemUmfang ESF­Mittel an Hochschulen einsetzt. Mit dem Pro­gramm soll das Potenzial, das hervorragend qualifizierteund motivierte sächsische Absolventen mitbringen, im LandgehaltenunddamitdemdrohendenFachkräftemangelentge­genwirktwerden.DafürstehenzahlreicheFörderinstrumentebereit.

Know-how-TransferMit der ESF­Förderrichtlinie setzt der Freistaat mehrereSchwerpunkte:UnteranderemgehtesumdenWissens­undKnow­how­Transfer zwischen Hochschule, Forschungs­einrichtungen und Unternehmen in Sachsen mit dem Ziel,Promovierende und Nachwuchsforschergruppen zu fördern.Außerdem will Sachsen die Leistungsfähigkeit seinerHochschulen durch den Aufbau von Forschungsnetzwerkenstärken.

HERAUSFORDERUNGEN FÜR ÖKOLOGISCH NACHHALTIGE FORSCHUNG

Klimawandel und Ressourcenknappheit – die Notwendig-keit für innovative nachhaltige Technologien könnte nicht größer sein. Über den Europäischen Sozialfonds (ESF) sind in Sachsen daher speziell Projekte gefördert worden, die einen öko logischen Fokus aufweisen.

Verpflichtung zu mehr UmweltschutzAusgutemGrundstehtdasThemaNachhaltigkeitseitJahrenverstärktimFokusderEUundDeutschlands.NebendemBio­Siegel zur Kennzeichnung ökologisch­biologischer Erzeug­nisse existieren inzwischen zahlreiche Richtlinien und Ver­ordnungen, die zum Beispiel darauf abzielen, den Anteil vonBiokraftstoffenzuerhöhenoderdieEnergieeffizienzvonGe­bäudenzuverbessern.SomitmusssichdieForschungimmerwiederneuenHerausforderungenzurstetigenOptimierungvonTechnologienstellen.DennnursolassensichdieehrgeizigenUmwelt­undKlimaschutzzieleerreichen.

Innovative LeistungSowohlDeutschlandalsauchderFreistaatSachsenmessendem Sektor „grüner“ Technologien und Konzepte schon seitJahrzehnten eine große Bedeutung bei. Nicht zuletzt liegenhier auch die Arbeitsplätze der Zukunft. Die sächsischenESF­Projekte an Hochschulen sind Beispiele innovativerLeistungsstärke, deren Impulse weit über die Grenzen desFreistaateshinausreichen.

Grün bis in die SpitzenDiehierausgewähltenBeispieleveranschaulichendiebeson­derenHerausforderungenimDetail.EsgehtzumBeispielumneueWegederEnergiegewinnungund­speicherung.IndiesemZusammenhangstehtdieOptimierungvorhandenerTechnolo­gien im Vordergrund, beispielsweise die Effizienzsteigerungvon solarthermischen Anlagen. Aber auch die EntwicklungneuerökologischerMaterialienundWerkstoffebildenwichti­geForschungsaspektedersächsischenPromovierendenundNachwuchswissenschaftler. Selbst die psychologische Kom­ponentespielteineRolle,wennesetwaumdieAkzeptanzoderdieVorbehaltevonKonsumentenbeiElektrofahrzeugengeht.

GUTE PROJEKTE IN SACHSEN

In dieser BroschürefindenSieeineAuswahlvon22ESF-gefördertenProjekten,dieanökologischenForschungsthemen gearbeitet haben. Diese Auswahl aus insgesamt über 600 ESF-Projekten anHochschulenstelltdabeikeineswegseineWertungdar.Zielistes,dieBandbreite„grüner“ForschungansächsischenHochschulenzuveranschaulichen.

WIE WIRD GEFÖRDERT?

Die ESF-Förderung richtet sich an Hochschulen, Studierende und Nachwuchswissenschaftler und wird vom Sächsischen Staats-ministerium für Wissenschaft und Kunst fachlich betreut. Bei den in dieser Broschüre vorgestellten Projekten kam eine Vielzahl von möglichen Förderinstrumenten zum Einsatz, die sich an den persönlichen Bedürfnissen der Promovierenden und Nachwuchs-wissenschaftler und den inhaltlichen Anforderungen des Projektes ausrichten.

PROMOTIONSFÖRDERUNGFür Promovierende an sächsischen Hochschulen hat der Europäische Sozialfonds seit 2007 etwa 25 Millionen Euro zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, die akademischen Nach-wuchskräfte durch ihre Forschungsarbeit im Rahmen einer Promotion zu qualifizieren. Gefördert wird der Lebensunter-halt der Nachwuchswissenschaftler, damit diese sich ganz auf ihre Dissertation konzentrieren können.

NACHWUCHSFORSCHERGRUPPENDer Europäische Sozialfonds fördert Nachwuchsforscher-gruppen, um jungen Akademikern die Möglichkeit zu bieten, sich mit einer wissenschaftlichen Gemeinschaftsarbeit auf einem Fachgebiet zu spezialisieren, Kontakte zu knüpfen und Netzwerke in die sächsische Wirtschaft aufzubauen. Ihnen werden dadurch Karrierechancen eröffnet: vom akademi-schen Werdegang mit einer möglichen Promotion bis hin zum Einstieg in ein sächsisches Unternehmen. Seit 2007 wurden dafür rund 105 Millionen Euro investiert.

SAUBERES WASSERMit dem umweltverträglichen Eliminieren organischer Spurenstoffe wollten

Nachwuchsforscher des Internationalen Hochschulinstituts Zittau die Wasser-

qualität nachhaltig erhöhen. Im Modellversuch hat dies schon funktioniert.

Projektname: Untersuchungzurenzymati­schenOxidationrefraktärerStoffeimAbwasser

Hochschule: InternationalesHochschul­institutZittau

Fördersumme:1,1Mio.Euro

Projektlaufzeit: 01.05.09–30.04.12

Projektleitung und Kontakt:Dr.­Ing.GernotKayserDr.MatthiasKinneTel.03583612716kayser@ihi­zittau.dewww.ihi­zittau.de

Externe Projektpartner:SaxoniaBioTec,Radeberg;SOWAG,Zittau;G.U.B.IngenieurAG,Chemnitz

Arzneimittel im TrinkwasserUnter„refraktärenStoffen“verstehtmanorganischeSpuren­stoffe,mitdenenkonventionelleKläranlagenüberfordertseinkönnen.RestevonPharmazeutika,DuftstoffenoderWeichma­chern lassen sich schwer oder nur unvollständig entfernen.SiereichernsichdeshalbimWasserkreislaufanundtauchenteilweisewiederimTrinkwasserauf.

Abwasserreinigung 2.0DieZittauerNachwuchsforschergruppeuntersuchtedenAb­bauvonausgewähltenrefraktärenStoffenmitHilfevonpilz­lichen Enzymen. Sie verfolgte damit einen neuen Ansatz zurEliminierung solcher Substanzen bei der Abwasserreinigungund entwickelte die Grundlagen für neue Wasserreinigungs­technologien.

Nachhaltig und umweltverträglichSo wurde die Enzymtechnologie mit den Interessen einernachhaltigen,gesundheits­undumweltverträglichenWasser­versorgung und Abwasserentsorgung verknüpft. Das Zielder Arbeiten bestand darin, zu prüfen, ob und unter wel­chen Bedingungen welche refraktären Stoffe mit Hilfe vonverschiedenenpilzlichenEnzymenabgebautwerdenkönnen.

„Reinigende“ Enzyme Mit dem Projekt wurde angestrebt, die Anreicherung orga­nischerSpurenstoffeinnatürlichenGewässernundimTrink­wasserzuverhindernoderlangfristigrückgängigzumachen.DamitsinddieseUntersuchungenfürdiegesamteentwickelteWeltundwahrscheinlichauchfürEntwicklungsländerrelevant.Mit diesem Projekt bekamen fünf sächsische Nachwuchs­wissenschaftlerdieChance,sich fürzukünftigeForschungs­undEntwicklungstätigkeitenweiterzuqualifizieren.

Machbarkeit nachgewiesenNachdem die Zittauer Forschungsgruppe zunächst mit Mo­dellsubstanzen im kleinen Labormaßstab die prinzipielleMachbarkeit gezeigt hatte, wurde der enzymatische Abbau

vonausgewähltenrealauftretendenSpurenstoffeninModell­abwässern untersucht. Im nächsten Schritt folgte dann dieAnwendungaufrealeAbwässer.

Erste ErfolgeWiesinnvolldiesesVorhabenwar,verdeutlichtfolgendesBei­spiel:SoistdenNachwuchsforschernderteilweiseAbbauvonPropranolol, einem weit verbreiteten Herzmedikament, imAbwassergelungen.DabeiließensichsowohldieschrittweiseenzymatischeUmsetzungnachweisenalsauchdieAbbauwegeklären.

„Sauberes Trinkwasser ist unver-zichtbar und ein Menschenrecht. Mit dieser Forschung wollen wir dafür sorgen, dass diese Aussage auch noch für unsere Urenkel eine echte Bedeutung hat. Außerdem leisten wir damit einen aktiven Beitrag zum Gewässerschutz.“

Dr.-Ing. Gernot Kayser

ZERSTÖRTE LANDSCHAFTEN

EFFEKTIV REKULTIVIEREN

Eine Promovendin an der TU Bergakademie Freiberg beschäftigt sich

mit den Folgen des Braunkohletagebaus.

Projektname: EntwicklungeinesmodellgestütztenVerfahrenszurBeurteilungderErosionsgefährdungtechnischhergestellterBöschungeninRekultivierungslandschaften

Hochschule: TechnischeUniversitätBergakademieFreiberg

Fördersumme:61.000Euro

Projektlaufzeit: 01.05.2011–30.04.2014

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­GeoökologinFranziskaKunthInstitutfürBohrtechnikundFluidbergbauFachbereichBoden­undGewässerschutzTel.:0373139­2679franziska.kunth@student.tu­freiberg.de

Externe Projektpartner: LausitzerundMitteldeutscheBergbau­VerwaltungsgesellschaftmbH(LMBV);IPROconsultGmbH–NiederlassungLausitz

Nach der BraunkohleWaspassiertnachderSchließungvonBraunkohletagebauenmitdenkomplettzerstörtenLandschaften?Dazubeizutragen,diesewiederinstabile,nutzbareÖkosystemeumzuwandeln,isteineHerausforderung,mitdersichdieseLandesinnovations­promotion beschäftigt. Das Ziel ist die Erarbeitung einerMethodik zur Ermittlung der aktuellen ErosionsgefährdungvonBöschungeninRekultivierungsgebietenehemaligerBraun­kohletagebaue.

Effektivere RekultivierungAm Beispiel des Lausitzer Braunkohlereviers, welches sichsüdöstlichvonBerlinbisnachSachsenerstreckt,wirdaneinerLösungfürdasProblemgearbeitet.Zielistes,einstandardi­siertesVerfahrenzurAuswahloberflächennaherBöschungs­Sicherungsmaßnahmen zu entwickeln, beispielsweise durchAnpflanzungenindenbetreffendenRekultivierungslandschaf­ten. So kann eine verlässliche Abschätzung von Erosions­risiken die langfristige und sichere Gestaltung der Rekulti­vierungsflächengewährleisten.

IT-gestützte BöschungssicherungDieWirksamkeitderüblichenoberflächennahenSicherungs­maßnahmenlässtsichdurchErosionsmodellierungmitHilfedes Simulationsmodells EROSION 3D überprüfen. Das 1996entwickelteComputermodellbasiertaufphysikalischenPro­zessenundistsomituniversellanwendbar.Essollnununter­suchtwerden,inwieweitdiederzeitigeVersiondesModellsaufdieFragestellungenderBöschungssicherungvonnochunbe­wachsenen sowie bereits begrünten Rekultivierungsflächenanwendbarist.

Erosionsgefahr bei kohlehaltigen BödenAls zusätzliches Programmmodul werden die wasserabwei­senden Eigenschaften der braunkohlehaltigen Kippenbödenberücksichtigt und in EROSION 3D implementiert. Die in derBraunkohleenthaltenenVerbindungenummantelndieBoden­partikel und bewirken, dass Wasser die Partikeloberflächennicht benetzt, sondern abperlt. Das auf den Boden auftref­

fendeWasserkannnichtodernurschwer indenBodenein­dringen und fließt beinahe vollständig oberflächlich ab. DieStrömung des abfließenden Wassers löst Bodenpartikel undtransportiert diese weiter, was zu starken Erosionsschädenführenkann.

Ohne Daten keine SimulationDa das Computermodell bislang nicht für Kippenflächen zurAnwendung kam, müssen modellspezifische Parameter imVorfeldexperimentellermitteltwerden.Dazudienenaufwen­digeBeregnungsversuche,diedirektvorOrtaufausgewähltenBöschungendurchgeführtwerden.MithilfederexperimentellermitteltenDatenkann imAnschlussdasSimulationsmodellEROSION3Dverwendetwerden,umverschiedeneSzenarienzurOberflächensicherungzusimulieren.

„Die Wiedernutzbarmachung von Landschaften nach den tiefschür-fenden Eingriffen durch Braun-kohletagebau stellt eine enorme Herausforderung dar.“

Franziska Kunth

WINDENERGIEANLAGEN

FÜR JEDEN HAUSHALTAls Alternative zu großen Windparks entwickeln

Nachwuchsforscher an der Hochschule Zittau/Görlitz

Kleinwindenergieanlagen, die sich für den Einsatz in

unmittelbarer Nähe zum Verbraucher eignen.

Projektname: GebäudeintegrierteWindenergieanlagen

Hochschule: HochschuleZittau/Görlitz

Fördersumme:550.000Euro

Projektlaufzeit: 01.08.2012–31.07.2014

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.­Ing.JensBolsiusTel.:03583612235j.bolsius@hszg.dehttp://f­w.hszg.de/forschung/forschungsprojekte/gebaeudeintegrierte­windnutzung.html

Windenergie auf dem VormarschUnterdenerneuerbarenEnergieninDeutschlandentfälltderGroßteil auf Strom aus Windparks, die oft mehrere hundertKilometer vom Verbraucher entfernt liegen. Um dazu eineAlternativeaufzuzeigen,hatdieHochschuleZittau/GörlitzeinForschungsprojektinsLebengerufen,dassichmitKleinwind­energieanlagenbeschäftigt.

Wirtschaftliche Lösung gesuchtDie Nachwuchsforschergruppe will dabei alle Aspekte bear­beiten,diedieIntegrationvonKleinwindenergieanlagenanGe­bäudenoderinderunmittelbarenNähevonGebäudenbetref­fen.HieraussollenumsetzbareLösungenzueinermöglichstbreitenundwirtschaftlicheffektivenAnwendungsolcherMini­StromerzeugerdirektbeimVerbraucherentstehen.

Vibrationen eliminierenAls praktisches Forschungsobjekt dient derzeit ein Wind­rad,dassichaufdemDacheinesLaborbausderHochschuleZittau/Görlitz befindet. Damit untersucht das Forscherteam,wievielEnergiedurchKleinwindenergieanlagenerzeugtundmitwelchemAnteilsichderStrombedarfvonLiegenschaftendecken ließe. Dabei spielt die Ausnutzung der GebäudehöheeinegroßeRolle.ZudemmussdieProblematikderGeräusch­undVibrationsübertragungstarkbeachtetwerden.EineFor­schungsaufgabeliegtsomitinderEliminierungdieserEffekte.

Entlastung der StromnetzeAuch die Akzeptanz der Bevölkerung soll im Projekt unter­sucht werden. Die Kombination aus der technischen, ge­stalterischen und sozialen Forschung soll den Weg zu ei­ner musterhaften Entwicklung der „kleinen“ Windturbinenebnen. Die Kleinwindkraft sollte als ein Baustein der rege­nerativen Energie angesehen werden, mit der nicht nur dieBevölkerungGeldsparenkann,sondernauchBundundLän­der,dadurchdieNähezumVerbraucherkeineNetzbenutzunganfällt.DurchdieKombinationausEigenversorgungundderNutzung von Intelligenten Energienetzwerken können dieStromnetzeinDeutschlandundEuropaentlastetwerden.

„Durch die Integration der bewegten Bauteile als dynamisches Design -element kann Kleinwindkraft ihrenBeitrag an der Energiewende leisten.“

Prof. Dr.-Ing. Jens Bolsius

GERUCHSSTOFFE IM TRINK-

WASSER VERMEIDEN In Sachsens Talsperren beeinträchtigen Cyanobakterien das Trinkwasser

mit einem muffigen Geruch. Ein neues UV-basiertes Verfahren einer

Promovendin der TU Dresden bietet Abhilfe ganz ohne Chemie.

Projektname: UntersuchungenzurphotooxidativenEntfernungvonGeruchs­undGeschmacksstoffenausRohwässern

Hochschule: TechnischeUniversitätDresden

Fördersumme:42.000Euro

Projektlaufzeit: 07.10.2010–06.04.2012

Projektleitung:Prof.Dr.E.Worch

Kontakt:Dr.KristinZoschkeInstitutfürWasserchemiekristin.zoschke@tu­dresden.dewww.tu­dresden.de/iwc

Interne Projektpartner: InstitutfürMikrobiologie,TUDresden

Externe Projektpartner: UMEXGmbHDresden

Qualitätsminderung des WassersTrinkwassersoll„farblos,klar,kühl,geruchlosundvongutemGeschmack sein“ (DIN 2000). Allerdings treten weltweitGeruchsstoffe inTrinkwasserreservoirenauf,welchediege­ruchlicheQualitätdesRohwassersmindern.EineEntfernungdieser Stoffe im Zuge der Trinkwasseraufbereitung ist not­wendig, da die Geruchsbeeinträchtigungen zu BeschwerdenseitensderVerbraucherführen.

Bakterien als UrheberSachsen bezieht 40 Prozent des Rohwassers für die Trink­wasserbereitstellung aus Talsperren – dies ist im bundes­weiten Vergleich der größte Anteil. Ein Problem stellt dabeidas saisonale Auftreten von Geruchsstoffen dar. BenthischeCyanobakterien setzen diese erdig oder muffig riechendenStoffe frei. Die wirkungsvolle und kostengünstige Aufbe­reitung der belasteten Rohwässer ist gerade im FreistaatSachsenvonbesondererBedeutung.

Neuartiges AufbereitungsverfahrenDiePromovendinanderTUDresdenbehandelteeinneuartigesAufbereitungsverfahren für geruchsstoffhaltige Rohwässer.DabeiberuhtdieWirkungdesVerfahrensaufdemEinsatzvonVakuum­UV­Strahlung (VUV). Dieser WellenlängenbereichlässtsichsowohlzurPhotooxidationalsauchzurGenerierungvon Ozon nutzen. Mit einem neuartigen UV­Reaktor konntenOzongenerierungundBestrahlungmitnureinerStrahlungs­quellerealisiertwerden.

Verzicht auf ChemikalienDie Entfernung von Geruchsstoffen mittels UV­basiertererweiterter Oxidationsverfahren wurde als Alternative zurbisher eingesetzten Adsorption an Pulveraktivkohle unter­sucht. Umfassende Laborversuche ergaben, dass sich eineeffektive Umsetzung der Geruchsstoffe und zahlreicherweiterer Spurenstoffe sowie die gleichzeitige Desinfektiondes Rohwassers erreichen lässt. Unter den untersuchtenUV­basierten Verfahren ist die Kombination VUV/Ozon mit

interner Ozongenerierung für die Entfernung von saisonalauftretenden Geruchsstoffen am besten geeignet. Die Ver­fahrenskombination zeichnet sich durch ein geringes Risikohinsichtlich der Bildung unerwünschter Nebenprodukte, denVerzicht auf den Einsatz von Chemikalien und die Vermei­dungvonRückständensowieeinenvergleichsweisegeringenEnergieverbrauchundWartungsaufwandaus.

„Trinkwasser sollte geruchlos sein. Jedoch sind die sächsischen Trink-wassertalsperren immer wieder von Geruchsproblemen biologischen Ursprungs betroffen. Wir haben ein neuartiges UV-Verfahren für die Auf-bereitung der geruchsstoffhaltigen Rohwässer entwickelt und getestet.“

Dr. Kristin Zoschke

RESSOURCEN SCHONENNachwuchsingenieure aus vier Fakultäten der HTWK Leipzig

suchen nach Lösungsansätzen, um Bausubstanz zu erhalten und die

Nutzung von Gebäuden so ökologisch wie möglich zu gestalten.

Projektname: RessourcenschonungundSubstanzerhaltung(ResuS)

Hochschule: HochschulefürTechnik,WirtschaftundKulturLeipzig

Fördersumme:900.000Euro

Projektlaufzeit: 01.11.2010–31.10.2013

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.­Ing.VolkerSlowikTel.:034130766261volker.slowik@htwk­leipzig.de

Interne Projektpartner:Fakultäten:Bauwesen;ElektrotechnikundInformationstechnik;Informatik,MathematikundNaturwissenschaften;MaschinenbauundEnergietechnik

Umweltbewusste IngenieureEinenschonendenUmgangmitnatürlichenRessourcenhabensich die Nachwuchsingenieure der HTWK Leipzig auf dieFahnengeschrieben.AbernichtnurzumSchutzderUmwelt,sondernauchauswirtschaftlichenGründenisteserforderlich,neuetechnischeLösungenzurRessourcenschonungsowiezurErhaltung baulicher Substanz zu entwickeln. Letztere bildeteinengroßenTeildesgesellschaftlichenGesamtvermögens.

Interdisziplinäre ForschungTrotz der Verschiedenheit der einzelnen Lösungsansätzeeröffnen sich an der HTWK Leipzig Chancen für eine inter­disziplinäreZusammenarbeit,dasichanmehrerentechnischorientierten Fakultäten Ressourcenschonung und Substanz­erhaltungzuForschungsschwerpunktenentwickelthaben.

Schnell anwendbare LösungenDie interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe konzentriertsichdabeiaufdieSchwerpunkte„RessourcenoptimierunginderWasserwirtschaft und Geotechnik“, „Ökoeffiziente Gebäude­technik“ sowie „Bauliche Substanzerhaltung und schadens­freies Bauen“. Diese Vorhaben erfordern innovative, schnellanwendbareundkostengünstigeEinzellösungen.Siebetreffenbeispielsweise die Nutzung nachwachsender Rohstoffe, dieOptimierung von Heizungssystemen oder die Erhaltung vonBauwerken.

Stroh für LärmschutzDie Nachwuchsforscher streben sowohl einen gesellschaft­lichen als auch einen wirtschaftlichen Nutzen an. Aufgrundder thematischen Ausrichtung des Projekts wird die An­wendungderErgebnissehauptsächlichfürkleineundmittlereUnternehmen sinnvoll sein. Beispiele für konkrete Problem­stellungensinddieNutzungvonStrohfürLärmschutzwände,die Optimierung von Regenwasserbehandlungsanlagen undHeizungssystemen für Gebäude, die Schadstoffreduktionbei der Biomasseverbrennung sowie die Nutzungsdauer­verlängerungvonMauerwerksgewölbebrücken.

„Unsere Arbeit ist nicht auf neuarti-ge Funktionalitäten technischer Sys-teme ausgerichtet, sondern auf die Nachhaltigkeit bei deren Planung, Erhaltung und Nutzung. Damit sollen natürliche und finanzielle Ressour-cen eingespart werden.“

Prof. Dr.-Ing. Volker Slowik

AKZEPTANZ VON ELEKTROAUTOS FÖRDERN

Noch sieht man Elektroautos selten auf deutschen Straßen. Aber was sind

die Vorbehalte gegen die sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Autos?

Dieser Frage widmet sich eine Promovendin an der TU Chemnitz.

Projektname: AkzeptanzvonElektrofahrzeugen

Hochschule: TechnischeUniversitätChemnitz

Fördersumme:27.000Euro

Projektlaufzeit: 01.09.2012–31.01.2014

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­Psych.FranziskaBühlerfranziska.buehler@psychologie.tu­chemnitz.de

Elektrofahrzeuge – unsere Zukunft?DieEntwicklungderElektromobilitätwirdnationalsowieinter­nationalmitgroßemInteresseverfolgt.DenElektrofahrzeugenwirdzumeineneinhohesPotenzialzurVerbesserungderCO2­Bilanzzugeschriebenundzumanderenkönntensiezukünftigzur Netzstabilität beitragen. Damit Elektrofahrzeuge die vonder Europäischen Union, dem Bund und den Ländern ange­strebteVerbreitungfinden,bedarfesderAkzeptanzvonElek­trofahrzeugenbeiderBevölkerung.

Kaufentscheidung entschlüsselnDasZielderRegierung,imJahre2020eineMillionElektrofahr­zeugeaufdeutschenStraßenzählenzukönnen,lässtsichabernur erreichen, wenn die produzierten Elektrofahrzeuge auchwirklichihreBesitzerfinden.KenntnisseüberdieAspekte,diedenpotenziellenElektroautofahrerbesondersbeiderKaufent­scheidungbeeinflussen,sindvonhohemWert.DaraufbasierendkönntenHerstellerihreFahrzeugegezielterweiterentwickelnundMarketingstrategienKonsumententreffsicherererreichen.

Neuland für FahrerElektrofahrzeugebringennichtnurVorteilemitsich,sondernauchHerausforderungen.NeueFahrzeugcharakteristika,wiedie geringe Geräuschkulisse, die eingeschränkte ReichweiteoderdiestarkeBeschleunigung,sindungewohntfürdenFahrereinesherkömmlichenFahrzeugsmitVerbrennungsmotor.Diesmacht deutlich, dass neben der technologischen Weiterent­wicklungdiehumanwissenschaftlicheForschungnichtaußerBetrachtbleibendarf.

Akzeptanz von Elektrofahrzeugen verstehenDiezentralenFragenlauten:KönnenElektrofahrzeugefürsichbegeistern? Was löst Begeisterung aus, was mindert oderverhindert diese? Das Ziel der Promotion besteht darin, dieAkzeptanz von Elektrofahrzeugen tiefgehend zu erforschenundeinModellzuerstellen,dasEinstellungundVerhaltens­weisen integriert und Optionen zur Erhöhung der AkzeptanzvonElektrofahrzeugenaufzeigt.

Verschiedene Studien sollen zum Ziel führen FürdiesesVorhabenwerdenaufBasisbisherigerForschungs­arbeitenwidersprüchlicheErgebnisseaufgegriffenundneueAnnahmenformuliert.ZumeinensollderEinflussvonErfah­runginlängerenFeldstudienundeinerStudiemitausgedehnterTestfahrtuntersuchtwerden.Zumanderensollindenschonbe­nanntenundweiterenStudiendasEinflusspotenzialvonFahr­zeugcharakteristika,demsozialenUmfeldundanderenFakto­renerforschtundineinemAkzeptanzmodellintegriertwerden.DieKombinationauslängerenFeldstudien,OnlinebefragungenundeinerStudiemitausgedehnterProbefahrtüber24Stundenbietet ein weites Spektrum an Untersuchungsmöglichkeiten,ausdenenvielversprechendeErgebnissezuerwartensind.

„Wer ein Elektrofahrzeug testen durfte, weiß aus Erfahrung, welche persönlichen Vorteile das elektri-sche Fahren mit sich bringt und wie viel Spaß es machen kann. Es zeigt sich aber auch, dass es noch einige Hürden zu überwinden gilt, damit Elektrofahrzeuge von der breiten Bevölkerung akzeptiert werden.“

Franziska Bühler

SO GELINGT DIE ENERGIEWENDE

Eine Nachwuchsforschergruppe der TU Dresden bündelt Kompetenzen aus

der Elektroenergietechnik und der Energiewirtschaft, damit die Wende zum

„grünen Strom“ gelingen kann.

Projektname: EnergiewendeSachsen–StrategienundLösungsansätzefüreinnachhaltigesEnergie­versorgungssystem

Hochschule: TechnischeUniversitätDresden

Fördersumme:900.000Euro

Projektlaufzeit: 29.10.12–31.12.14

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.­Ing.PeterSchegnerFakultätElektrotechnikundInformationstechnikLehrstuhlfürElektroenergieversorgungTel.:0351463­34374peter.schegner@tu­dresden.de

Prof.Dr.habil.DominikMöstFakultätWirtschaftswissenschaftenLehrstuhlfürEnergiewirtschaftTel.:0351463­39770dominik.moest@tu­dresden.de

Ehrgeizige Ziele BiszumJahr2030sollmindestensdieHälftederdeutschenStromerzeugungauserneuerbarenEnergienstammen.Mitderdamit verbundenen Umgestaltung des ElektrizitätssystemsgehenzahlreicheHerausforderungeneinher,mitdenensichdieNachwuchsforschergruppe der TU Dresden im Forschungs­projekt„EnergiewendeSachsen“beschäftigt.

Herausforderungen der EnergiewendeMit dem Anstieg der Einspeisung aus wetterabhängigen er­neuerbaren Energien wächst das Risiko, dass Angebot undNachfragezunehmendauseinanderfallen.DieDresdnerNach­wuchswissenschaftlerwollenwirksameMöglichkeitenerfor­schen, um dieser Herausforderung zu begegnen. AußerdemanalysierensiediegesamtwirtschaftlichenAuswirkungenimZusammenspielmitdenFörderinstrumentenfürerneuerbareEnergien.ZudemsollenFragenderAkzeptanzvonTechnolo­gienBerücksichtigungfinden.

Neue Technologien für grünen Strom Eine der Kernaufgaben am zunehmenden Anteil „grünenStromes“siehtdasDresdnerForscherteaminderÜbernahmeder Systemverantwortung durch Anlagen auf Basis regene­rativerEnergiequellen.HierdurchentstehtdieNotwendigkeitfürneuePlanungs­undBetriebsverfahren indiesenNetzen.In Kooperation mit internationalen Partnern entwickeln dieNachwuchsforscher neue Methoden auf den Gebieten derSelektivschutztechnik, der Netzplanung und Sternpunkt­behandlung unter Berücksichtigung technischer und wirt­schaftlicherRahmenbedingungen.

Qualifizierter Nachwuchs DieHerausforderungenderEnergiewendezieheneinenstei­gendenBedarfanhochqualifiziertemPersonalnachsich.DieNachwuchswissenschaftlerhabenimProjektdieMöglichkeit,sich durch forschungsnahe Tätigkeiten in Energiewirtschaftund Elektroenergietechnik weiterzubilden und stärken da­durch langfristig die Kompetenz in energiewirtschaftlichenund­technischenFragenamStandortSachsen.

Unmittelbarer Nutzen für Sachsen und DeutschlandNeben innovativen Strategien und Lösungsansätzen zurTransformation des Elektrizitätssystems auf Bundesebenesteht auch der regionale Bezug im Fokus des Projektteams.So werden beispielsweise Fragestellungen zur GestaltungderVerteilungs­undNiederspannungsnetzeinSachsenbear­beitet.DabeistehendieWissenschaftlerinengemAustauschmitdenansässigenNetzbetreibernundschaffensoSynergienzwischenWissenschaftundlokalerEnergiewirtschaft.

„Die Energiewende ist ein Topthema unserer Zeit, und zwar international.Wir wollen der Energietechnik und -wirtschaft in Sachsen positive Impulse geben.“

Prof. Dr. habil. Dominik Möst

FORSCHUNG (BE)GREIFBAR MACHEN

Zwischen Wind und Wolken: 3D-Umweltdaten im virtuellen Raum. Die Promotionsarbeit

von Carolin Helbig an der HTWK Leipzig beschäftigt sich mit der Visualisierung klimatischer

Prozesse in einer Virtual-Reality-Umgebung.

Projektname: 3D­VisualisierungvonUmweltdatenzurAnalysevonProzessenundModellen

Hochschule: HochschulefürTechnik,WirtschaftundKulturLeipzig

Fördersumme:58.000Euro

Projektlaufzeit: 01.10.2011–30.09.2014

Projektleitung und Kontakt:CarolinHelbigTel.:0341235­1032carolin.helbig@ufz.de

Externe Projektpartner: Helmholtz­ZentrumfürUmweltforschungLeipzig–UFZ;TechnischeUniversitätDresden;UniversitätHohenheim

Unser Klima verstehenAufgrund des Klimawandels ist es notwendig, klimatischeProzessebesserzuverstehen.AnhandvonModellen,diedasKlimaundWettersimulieren,lassensichVeränderungenbes­ser bewerten. Dabei sind besonders regionale Klimasimula­tioneninteressant,dasiediezuerwartendenVeränderungendesWettersunddiedamitzusammenhängendenVeränderun­genfürdenMenschenundseineUmweltabbilden.

Auf einen Nenner bringenDie hieraus entstehenden komplexen Datensätze lassensich mit Hilfe von wissenschaftlichen 3D­Visualisierungenanalysieren. Die Daten der Modelle sowie die Messdatenhaben allerdings eine unterschiedliche Struktur. Um sievisuell zukombinierenundvergleichbarzumachen,müssendieDatenmitHilfespeziellerSoftwarekonvertiertundtrans­formiert werden. Die Darstellung der Ergebnisse in einerVirtual­Reality­Umgebung hilft dabei, die Daten erforschbarzu machen. Möglich ist das am Helmholtz­Zentrum fürUmweltforschung(UFZ)inLeipzig.

Die Übersicht im Komplexen bewahrenKonkreteAnwendungfindetdieVisualisierungbeiderAnalysevonProzessen, zumBeispiel vonStofftransporten in Wolkenhinein und aus diesen heraus, ebenso wie bei der Validie­rung von Modellen, bei welcher verschiedene Simulationensowie Observationsdaten miteinander abgeglichen werden.Die wissenschaftliche Visualisierung bildet nicht zuletztein wichtiges Instrument bei der Kommunikation zwischenWissenschaftlern und Entscheidungsträgern aus Politik undWirtschaft.

Forschungsergebnisse leichter analysieren DasZieldiesesProjekts imRahmeneinerkooperativenPro­motion ist es, durch die wissenschaftliche 3D­VisualisierungeinenbesserenEinblick inkomplexe,heterogeneDatensätzeaus dem Bereich der Umweltforschung zu geben und Wech­selbeziehungen verschiedener darin enthaltener Variablen

aufzudecken.MitHilfevonExpertenwerdenunterschiedlicheVisualisierungsmethoden verglichen und bewertet sowieWorkflowszurVisualisierungderErgebnisseineinerVirtual­Reality­UmgebungsowieaufeinemgewöhnlichenDesktop­PCentwickelt.

„Um auf die Herausforde-rungen des Klimawandels reagieren zu können, ist ein tiefes Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse und Phänomene notwendig. An diesem Punkt versuche ich durch die wissenschaftliche Visualisierung einen Beitrag zu leisten, so dass Daten und Modelle einfacher analysiert und validiert werden können.“

Carolin Helbig

INTELLIGENTE DEZENTRALE

ENERGIESPEICHERSYSTEME

Der Umstieg auf fluktuierende erneuerbare Energien stellt die Stromnetze vor Heraus-

forderungen. Eine Nachwuchsforschergruppe der TU Chemnitz widmete sich leistungsstarken

Energiespeichersystemen zur dezentralen Netzstabilisierung und Effizienzsteigerung.

Projektname: IntelligentedezentraleEnergiespeichersysteme

Hochschule: TechnischeUniversitätChemnitz

Fördersumme:1,75Mio.Euro

Projektlaufzeit: 22.05.2010–21.05.2013

Projektleitung:ProfessurEnergie­undHochspannungstechnikProf.Dr.WolfgangSchufftDr.ThiloBocklischDipl.­Ing.JensTeuscher

Kontakt und wissenschaftliche Koordination:Dr.ThiloBocklischTel.:0371531­32133E­Mail:thilo.bocklisch@etit.tu­chemnitz.de

Energiewende unterstützenDieNachwuchsforschergruppe„IntelligentedezentraleEner­giespeichersysteme“ setzte sich aus verschiedenen tech­nischenundnaturwissenschaftlichenDisziplinenzusammen.Ziel war es, wissenschaftliche und anwendungsorientierteForschungsbeiträge zur Unterstützung der Energiewende zuerbringen.

Moderne Energiespeicher- und EnergiewandlerkomponentenEin neuartiges Verfahren zur Modellierung, Simulation undOptimierungvonLithium­Ionen­Batterien,Doppelschichtkon­densatoren sowie Brennstoffzellen­ und Elektrolyseanlagenauf Zell­ und Systemebene wurde entwickelt. BesonderesAugenmerklagdabeiaufderBeschreibungvonLadezustand,WandlungsverlustensowieBeanspruchungs­undAlterungs­mechanismen.

Intelligente EnergiespeichersystemeDerzweiteSchwerpunktbestandinderEntwicklungvonVer­fahrenzuroptimalenAuslegungundBetriebsführung„Intelli­genter dezentraler Energiespeichersysteme“ bestehend ausBatterie­, Wasserstoff­ und Wärmespeicherpfad. Die Unter­suchungundTestungdesGesamtsystemkonzeptserfolgteaufderBasisvonSimulationswerkzeugen,VersuchsständenundzeitlichhochaufgelöstenErzeuger­undVerbraucherprofilen.FürdasForschungsprojektwurdendreiReferenzobjekte–einMehrfamilienhaus, ein Passivhaus und eine Photovoltaik­Anlage der TU Chemnitz – messtechnisch ausgerüstet undbetreut.DarüberhinauswurdeeinKonzeptfürdiemöglichstverlustlose und damit optimale Einspeisung fluktuierendererneuerbarerEnergiequellenausWindkraftoderSolarenergieindasNiederspannungsnetzentwickelt.

Experimentelle Untersuchungen und Demonstration ImRahmendiesesProjektsentstandenanderTUChemnitzumfangreiche Experimentiersysteme. Dazu zählte einPhotovoltaik­Hybridsystem mit Batterie­, Wasserstoff­ undWärmespeicherpfad. Versuchsstände wurden eingerichtet,umMultispeicher­HybridsystemebeziehungsweisedieEigen­verbrauchsoptimierung von Solarenergie zu untersuchensowieEnergiespeicherundEnergiewandlerpräziseundhochdynamisch zu vermessen. Weiterhin wurde ein Wasserstoff­Experimentiercontainer für Dauerversuche und zur saisona­lenEnergiespeicherungeingesetzt.

„Intelligente dezentrale Energie-speichersysteme sind eine wichtige Option für die Flexibilisierung unseres Energiesystems auf dem Weg zu 100 Prozent erneuerbaren Energien.“

Dr. Thilo Bocklisch

DER STOFF, AUS DEM DIE HÄUSER SINDAlexander Kahnt forschte in einer kooperativen

Promotion an der HTWK Leipzig an einer Innovation,

einer ultraschlanken Gebäudehülle aus Carbonbeton.

Projektname: Entwicklungeinerhochge­dämmten,dünnenundleichtenFertigteilfassadeausTextil­beton–technische,bauphysi­kalischeundarchitektonischeAspekte

Hochschule: HochschulefürTechnik,WirtschaftundKulturLeipzig

Fördersumme:135.000Euro

Projektlaufzeit: 01.03.2009–29.02.2012

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­Ing.(FH)AlexanderKahntFakultätBauwesenTel.034130766550www.alexanderkahnt.dewww.innovation­textilbeton.de

Gutachter:Prof.Dr.­Ing.JohnGrunewaldInstitutfürBauklimatik,TUDresden;Prof.Dipl.­Ing.FrankHülsmeierArchitekturinstitut,HTWKLeipzig

Effizientes BauenDas weltweite Bevölkerungswachstum kombiniert mit derstarkenUrbanisierungführtzumPlatzmangelimstädtischenUmfeld. Zugleich steigen die bauphysikalischen Anforde­rungen an Außenwände. Beispielhaft kann hier der Wärme­schutz genannt werden, der sehr große Wandquerschnittedurch immer stärkere Dämmschichten verursacht. Solchemassiven Gebäudehüllen sind architektonisch häufig nichtgewollt,zudemversiegelnsiewertvolleGrundfläche.

Leichtere GebäudefassadenDie Fassaden aus bisher vorrangig eingesetztem Stahlbetonsind zwangsläufig dicker, da der schwere und korrosions­empfindliche Stahl extra geschützt werden muss. HinzukommenderhoheCO2­AusstoßundeininsgesamtsehrhoherRessourcenverbrauch.MitdemUmdenkenhinzuCarbonbetonmitHochleistungsdämmungkönnenGebäudehüllenrealisiertwerden,diemitnurzehnZentimeterStärkeallebauphysika­lischen und architektonischen Anforderungen nachhaltigerFassadenerfüllen.

Zusätzliche FunktionenDas Ziel dieser kooperativen Promotion lag in der Entwick­lung angepasster Bauelemente für Deutschland sowie inFolgefürweitereinternationaleStandorte.DieEigenschaftenderFassadenelementelassensichdabeiandaslokaleKlimasowieanregionaltypischeEigenheitenanpassen.Dabeidie­semVorhabendieSchonungvonRessourcen imVordergrundstand,wurdennichtnurdieklassischenEigenschaften einerFassade eingebracht und die dazu nötigen Werkstoffe redu­ziert,sondernzusätzlicheFunktionenaufgenommen,wieetwaHeizen,Kühlen,Lüften,Beleuchten.DamitkönneninZukunftwesentliche konventionelle Gebäudetechnikbestandteile ent­fallen.

Zuspruch vom Bundesforschungsministerium ImRahmenderPromotionwurdenzunächstallelokalenAn­forderungenaufgezeigtundangepassteGebäudehüllenentwi­ckelt.DabeistanddasSpannungsfeldzwischenBauphysikundArchitektur im Zentrum der Arbeit. Eine ForschungsgruppezumThemaCarbonbetonkonntegegründetwerden,dieaus­schließlich Lösungen zur Nachhaltigkeit von Gebäudehüllenerarbeitete. InzwischenhatauchdasBundesministerium fürBildungundForschungdieWichtigkeitanerkanntunddiesesProjektalseinesderzehninnovativstenForschungsbereicheinOstdeutschlandausgewählt.

„Bevölkerungswachstum, Urbanisie-rung, Klimawandel und die Verknap-pung unserer Ressourcen erfordern angepasste Lebenswelten. Gebäu-dehüllen aus Carbonbeton können einen nachhaltigen Beitrag zu dieser globalen Entwicklung leisten, da sie flächen-, rohstoff- und energieeffizi-ent sind. Diese Eigenschaften führen zu einer neuen Architektursprache.“

Alexander Kahnt

WELCHER BAUM AUF WELCHEN PLATZ?Bäume und Sträucher sind feste Bestandteile von urbanen Räumen. Die neue

Planungssoftware einer Nachwuchsforschergruppe der TU Dresden soll die

städtische Grünplanung mit Detailwissen und Auswahlkriterien unterstützen.

Projektname: Citree–PlanungssoftwarezurGehölzartenauswahlfürurbaneRäume

Hochschule: TechnischeUniversitätDresden

Fördersumme:920.000Euro

Projektlaufzeit: 01.07.2012–31.12.2014

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.AndreasRoloff,ProfessurfürForstbotanikwww.forst.tu­dresden.de/citree

Interne Projektpartner:Dr.StenGillner,ProfessurfürForstbotanikDr.JulianeVogt,ProfessurfürForstlicheBiometrie/SystemanalyseDr.MathiasHofmann,ZentrumfürinterdisziplinäreTechnikforschung

Externe Projektpartner:AmtfürStadtgrünundAbfallwirtschaft–StadtDresden;InstitutfürLandschaftsarchitekturTUDresden

Grün für die Städte von morgenPflanzen inderStadt förderndasmenschlicheWohlbefindenauf vielfältige Weise. Es lohnt sich deshalb, sie zu erhaltenundzufördern–insbesondere,weilimmermehrMenscheninStädtenleben.StädtischesGrünwirdkünftigsogarnochwich­tigerwerden,weilesdieAuswirkungendeserwartetenKlima­wandelsmildernkann.UmsichaufunterschiedlicheaktuelleundzukünftigeBedingungeneinzustellen,solltediestädtischePflanzenweltmöglichstvielfältigsein.

Software zur Gehölzauswahl WenninStädtenGehölze–alsoBäumeoderSträucher–ge­pflanztwerden,sindvieleAnsprüchezubeachten,diesichteil­weisewidersprechen.IndemForschungsprojekt„citree“derTUDresdenarbeitenNachwuchswissenschaftlerausBotanik,Psychologie und Informatik zusammen, um dafür innovativeLösungen zu finden. Das Ziel ist die Entwicklung einer Soft­warezurAuswahlvonGehölzen,diediePlanungvonqualitativhochwertigem städtischem Grün erleichtern und als qualifi­zierteEntscheidungshilfedienensoll.DieSoftwareistausge­richtetanderArbeitsweisevonPlanern,wirdaberauchvonLaienbedienbarsein.

Optimale Standorte wählen An ungünstigen Standorten brauchen Gehölze besonderePflege,BewässerungundDüngung–odersiegeheneinundmüssen ersetzt werden. Beides verursacht relativ hoheKosten für Kommunen und Privatbesitzer. Es ist also wich­tig, dass Gehölze an Standorte gepflanzt werden, die für siegünstigsind.DortkönnensieohnePflegeoptimalgedeihen.HoheFolgekostenlassensichsovermeiden.Außerdemmussbeispielsweise beachtet werden, dass einige Gehölze giftigsindoderAllergienauslösenkönnen.

Bäume in 3DDieSoftwarebasiertaufeinerumfangreichenDatenbank,sodasssiefürdiemeistenStandortemehrereunterschiedlicheBäume vorschlagen kann. Dabei ist es auch wichtig, vorher­sagen zu können, wie sich Bäume in verschiedenen Stadien

ihres Wachstums verändern. Dazu werden dreidimensionaleComputermodelle der Bäume erstellt, mit denen sich ihrWachstumsprozesssimulierenlässt.

Welches Grün ist sympathisch?Ein Aspekt dieses Forschungsprojekts beinhaltet psycho­logische Experimente, die die subjektive Bewertung vonGehölzen untersuchen. Ziel ist es herauszufinden, welcheGehölzmerkmale bei der menschlichen Wahrnehmung über­haupt eine Rolle spielen. Danach prüfen die Nachwuchs­forscher,wiedieseMerkmaledazubeitragen,dassMenschenmancheGehölzeehermögenundanderenicht.

„Wenn man genau hinsieht, kann man das Stadtgrün von übermorgen schon heute erkennen. Wir machen das.“

Prof. Dr. Andreas Roloff

WENN DER ACKER IM VORGARTEN LIEGT Sarah Annika Arévalo, Promovendin an der TU Bergakademie Freiberg,

beschäftigte sich mit dem Phänomen der Schlammlawinen und wie sie sich

vorhersehen lassen, um rechtzeitig Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

Projektname: VerfahrensentwicklungzurkleinräumigenPrognosevonSchlammdepositioneninSiedlungsgebietenmitdemModellEROSION3D

Hochschule: TechnischeUniversitätBergakademieFreiberg

Fördersumme:160.000Euro

Projektlaufzeit: 01.03.2010–28.02.2013

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­GeoökologinSarahAnnikaArévaloFachbereichBoden­undGewässerschutzhttp://tu­freiberg.de/fakult3/tbt/boden/arevalo

Externe Projektpartner: UmweltamtDresden;GeoGnostics

Hinweise aus der PresseIm August 2012 berichtete die Lokalpresse über zahlreicheSchlammlawineninSachsen.Straßenwurdenüberflutetundmusstenvorübergehendgesperrtwerden,darunterauchdieA4beiChemnitz.Schlammmassen liefen inOrtschaften,be­deckten Grundstücke und fluteten Keller. Diese Ereignissesind grundsätzlich nicht ungewöhnlich. Im Jahr 2011 traf esbesondersSachsen­AnhaltundThüringen,aberauchSachsenmeldeteSchlammlawinen.

Aus Mangel an DatenSchlammlawinen sind zwar häufige, aber sehr lokaleEreignisseundbetreffen–imGegensatzzudengroßenFluss­überschwemmungen – immer nur wenige Menschen gleich­zeitig. Entsprechend gering fällt das überregionale Medien­interesseaus.Dies isteinGrund,weshalbes inDeutschlandbisher keine Untersuchungen zur Häufigkeit des AuftretensoderdenverursachtenSchädengibt.

Erosionsanfällige BödenInsbesondere in Sachsen sind Schlammlawinen eine großeGefahr. Die Landschaft ist hügelig, die Lössböden sindeinerseits sehr fruchtbar und werden intensiv für die Land­wirtschaft genutzt. Andererseits sind die Böden aber auchäußersterosionsanfällig.Hinzukommt,dassdieBesiedlungs­dichte besonders hoch ist und die Landschaft durch immerneue Baugebiete zunehmend zersiedelt wird. Viele dieserNeubaugbiete entstehen auf Flächen, die potenziell vonSchlammlawinenbedrohtsind.

Detaillierte Vorhersage möglichUm das reale Risiko von Schlammlawinen an einem be­stimmtenOrtzubewerten,mussteeineModellierunginsehrgroßem Maßstab erfolgen. Außerdem mussten kleinräumigeStrukturenwieWege,GräbenundGebäude indenEingangs­

daten berücksichtigt werden. Dazu wurde das an der TUBergakademie Freiberg entwickelte BodenerosionsmodellEROSION 3D eingesetzt. Mit diesem Modellansatz lässt sichdas Ausmaß von Schlammlawinen, die betroffenen Grund­stücke oder Straßenabschnitte sehr detailliert vorhersagen.Vor allem aber lassen sich Schutzmaßnahmen planen undbewerten. Es ist auch möglich, diese Methode für diePlanungvonNeubaugebieteneinzusetzen,umdasRisikovonSchlammlawinenimVorfeldmöglichstauszuschließen.

„Schlammlawinen sind bisher weit-gehend unbeachtete Naturschäden. In der Summe richten sie jedoch sehr hohe Schäden an. Wir können und sollten uns mehr um Prävention bemühen.“

Sarah Annika Arévalo

ELEKTROMOBILITÄT DER

NÄCHSTEN GENERATIONNachwuchsforscher der TU Chemnitz wollen das Energiemanagement

bei Elektrofahrzeugen weiterentwickeln. Dabei soll auch die

Kommunikation zwischen Technik und Anwender eine Rolle spielen.

Projektname: AdaptiveAntriebskonzeptefürdieElektromobilität(AdAntE)

Hochschule: TechnischeUniversitätChemnitz

Fördersumme:1,8Mio.Euro

Projektlaufzeit: 01.01.2012–31.12.2014

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.­Ing.OlfaKanounProfessurfürMess­undSensortechnikTel.:0371531­36931/­35755www.tu­chemnitz.de/AdAntE

Interne Projektpartner:FakultätElektrotechnik/Informationstechnik;FakultätMaschinenbau;PhilosophischeFakultät

Neue AntriebskonzepteDie Nachwuchsforschergruppe der TU Chemnitz bündeltKompetenzen aus den Bereichen Psychologie, Elektro­ undInformationstechnik und Maschinenbau, um gemeinsam andenPotenzialenvonadaptivenAntriebselementeninElektro­undHybridfahrzeugenzuforschen.DerFokusliegtdabeiaufderEnergieeffizienzunddemNutzererleben.

Empfehlungen vom FahrzeugZentralePunktedesForschungsvorhabenssinddieOptimie­rung des Systemkonzepts von Elektrofahrzeugen hinsicht­lich des Nutzerverhaltens, der Alterung von Komponentenund der damit einhergehenden Zuverlässigkeit von Syste­men. Künftige Systeme sollen in der Lage sein, ihre eigeneFunktionsfähigkeit sicherzustellen und Empfehlungen zurNutzung an Steuergeräte und Anwender zu kommunizie­ren, um Verschleiß zu verringern und folglich Ausfall durchFehlverhalten vermeiden zu helfen. Darum ist die Ent­wicklung und Anpassung von Diagnoseverfahren zur Be­wertung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der imElektrofahrzeugverbautenSpeichersowiederLeistungselek­tronikinSteuergerätenerforderlich.

Ganzheitliche OptimierungIm Zuge einer ganzheitlichen Optimierung kombinieren dieNachwuchsforscheraktuelleleistungsfähigeSpeichertechno­logienwieLithium­Ionen­Batterien,Schwungmassenspeicherund Brennstoffzellen miteinander. Diese stellen die Verfüg­barkeit von Energie im Fahrzeug für Kurz­ und Langzeit­anforderungen sicher. Damit stehen zusätzlich Möglichkei­tenfürdieEntwicklungneuerRegelstrategienzurVerfügung.Diese werden sowohl die Anforderungen des Nutzers alsauch–unterZuhilfenahmeimProjektentwickelterDiagnose­verfahren – die Betriebssicherheit von Komponenten desFahrzeugessowiedieLebensdauervonSystemkomponentenbeinhalten.

Praxiserfahrungen inklusiveEin wichtiges Anliegen des Projekts ist es, über die dreiJahre hinweg neben einem universitären Netzwerk auf demGebiet der Elektromobilität auch einen engen Kontakt zursächsischen Wirtschaft aufzubauen. Am Ende sollen dieErgebnisse der Nachwuchsforschergruppe anhand einesDemonstrators präsentiert werden. Parallel dazu wird dasKriterium „Nutzererleben“ in Softwareform zur Begleitungeines Entwicklungsprozesses eingearbeitet. Mit dieserVorgehensweise lassen sich die Modelle und Annahmenentwickelter Theorien mit Praxiserfahrungen anschaulichuntermauern.

„Positives Nutzererleben als Basis für den Erfolg der Elektromobilität erfordert die Entwicklung adaptiver Technologien in allen ihren Berei-chen.“

Prof. Dr.-Ing. Olfa Kanoun

KEIN SCHIMMEL MEHR AN

BAUSTOFFOBERFLÄCHEN

Am Institut für Bauklimatik der TU Dresden widmete sich die Promovendin Gabriele Gärtner

der Vermeidung von Schimmel in Gebäuden und mikrobiellem Bewuchs an Außenfassaden.

Projektname: TheoretischeundexperimentelleUntersuchungdesströmungs­undstrukturabhängigenDampfübergangskoeffizientenanderBauteiloberfläche

Hochschule: TechnischeUniversitätDresden

Fördersumme:155.000Euro

Projektlaufzeit: 01.04.2009–31.03.2012

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­Ing.GabrieleGärtnerTel.:0351463­32504gabriele.gaertner@tu­dresden.dewww.gg­projekt.de

Vermeidung von SchimmelSchimmelinInnenräumenwirdoftnochmithandelsüblichemSchimmel­Ex entfernt, was nicht nur zu gesundheitlichenBeeinträchtigungen, sondern auch zu Schäden an der Bau­substanzführenkann.InderRegelwerdennurdiebetroffenenFlächen behandelt, aber um Schimmelbildung dauerhaft zuvermeiden, muss die Gesamtfeuchte im Gebäude geprüftwerden und gegebenenfalls eine fachgerechte Sanierungfolgen.AnsonstendrohtauchwirtschaftlicherNachteil,wennMöbel und Wände durch die oberflächliche Entfernung desSchimmelsnachhaltigangegriffenwerden.

Algenbefall wirksam eindämmenEinerhöhterWassergehaltaufkalten–weilgutgedämmten–Außenseiten von Hauswänden begünstigt außerdem die Bil­dung von Algen und Moosen an diesen Fassaden. Bewuchsvon Mikroorganismen verursacht an diesen Gebäuden opti­scheundstrukturelleSchädenundwirdinderRegelnochmitchemischen Wirkstoffen bekämpft. Nach einer SchweizerStudie von 2008 schädigt die Beimengung von Bioziden inOberputz und Anstrich die Umwelt, da das von der FassadefließendeRegenwasserdieWirkstoffeinsErdreichleitet.

Dampfübergangskoeffizienten messenBei der hygrothermischen Simulation zur Vermeidung vonKondensatanundinderBaukonstruktion,istdersogenannteDampfübergangskoeffizient ein Eingangsparameter. Dieserbeeinflusst die Geschwindigkeit, mit welcher der Wasser­dampf vom Baustoff in die umgebende Raumluft verdunstet.Davon hängt ab, wie lange das Wasser an der Baustoffober­flächebleibtundwiesichdieFeuchteinderAußenwandver­teilt.SokönnenschonimVorfeldMaßnahmenzurVermeidungvon Staunässe im Bauwerk getroffen werden. Der Dampf­übergangskoeffizient bildet zum Beispiel eine Grundlage fürdie Anordnung von Dampfbremsen, also Vorrichtungen, diedie Ausbreitung von Wasserdampf in die Dämmung einesGebäudeseinschränken.

Erweiterter Ansatz – verfeinerte SimulationIn ihrer Promotion entwickelte Gabriela Gärtner eine neueMethode zur Berechnung des Dampfübergangskoeffizienten,derdieEinflussgrößenWindgeschwindigkeitundOberflächen­struktureinschließt.DieserAnsatzbasiertaufderErkenntnis,dass die Beschaffenheit der Oberfläche und die Windströ­mung die Strömungsgeschwindigkeit der oberflächennahenLuftschichtunddamitdieVerdunstungsgeschwindigkeitanderWandoberflächebeeinflussen.DerexperimentelleTeilderAr­beitbelegtdietheoretischeHerleitungundumfasstaußerdemdieEntwicklunggeeigneterMessverfahren:DererweiterteAn­satzsolleinepraxisnaheGrundlage fürdieBerücksichtigungdes Dampfübergangskoeffizienten in Simulationswerkzeugenbieten.

Beitrag zum KlimaschutzDerneueAnsatzermöglicht,denWärme­undDampfüberganganderjeweiligenBaustoffoberflächesowohlbeiWindalsauchbeiWindstillenachzuvollziehen.SokönnenkonkreteErkennt­nissefürdieSteuerungderLuftfeuchtigkeitanderderWandgewonnenundfeuchteregulierendeBaustoffoberflächenent­wickelt werden. Der perspektivische Verzicht auf chemischeMittelzurBeseitigungvonSchimmelundAlgenisteinBeitragzumUmweltschutz.

„Meine neue Berechnungsmethode, die auch Windeinflüsse und Ober-flächenstruktur berücksichtigt, ermöglicht es, Feuchtigkeit im Bau-werk genauer vorher zu bestimmen. Damit leiste ich einen Beitrag zum Umweltschutz.“

Gabriele Gärtner

DIE WOHNUNG, DIE MITDENKT

Der Wohnungsmarkt beansprucht bis zu 35 Prozent des Gesamtenergie-

verbrauches. Mit dem Projekt „Low Energy Living“ von Nachwuchsforschern

der Westsächsischen Hochschule Zwickau werden Einsparungspotenziale

nachhaltig realisiert – unter aktiver Beteiligung der Mieter.

Projektname: LowEnergyLiving

Hochschule: WestsächsischeHochschuleZwickau

Fördersumme:1,5Mio.Euro

Projektlaufzeit: 01.11.09–31.10.12

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.TobiasTeichFakultätWirtschaftswissenschaften,ProfessurWirtschaftsinformatikTel.0375536­3415http://aiis.fh­zwickau.de/aalice/

Interne Projektpartner:FakultätElektrotechnik(ProfessurfürElektrischeEnergie­technik/RegenerativeEnergien);FakultätKraftfahrzeugtechnik(ProfessurfürWärmetechnikundComputergestütztePlanungsmethoden)

Externe Projektpartner:TUChemnitz(FakultätfürWirtschaftswissenschaften,ProfessurfürProduktionswirtschaftundIndustriebetriebslehre);TUDresden(FakultätElektrotechnik,ProfessurElektrischeMaschinenundAntriebe);HochschuleMittweida,FachgruppeEnergiesystemtechnik/Messtechnik

Mietnebenkosten verringernDieHöheunddieTransparenzderMietnebenkostensindfürdieMieterheuteeinbedeutendesEntscheidungskriteriumbeiderAuswahl ihrerzukünftigenWohnung.Diesemöglichstgeringzuhalten,warZieldesPilotprojekts„LowEnergyLiving“einerNachwuchsforschergruppederWestsächsischenHochschuleZwickau.DiegemeinsammitanderensächsischenHochschu­lenundUniversitätenerarbeitetenKonzeptekonntenbereitserfolgreich in den Zwickauer Wohnungsbestand integriertwerden.AnderUmsetzungwarendieMieteraktivbeteiligt.

Intelligente WohnungenMitHilfevonintelligenterGebäudesystemtechnikunddenent­wickeltenSteuer­undRegelkonzepten ließsichderGesamt­energiebedarfbeidenTeilnehmernum10bis20Prozentsen­ken.DieGrundlagebildetedabeieineintelligenteInfrastrukturinWohnung,GebäudeundLiegenschaft,inderdieInformatio­nenausdenBereichenElektro­,Heizungs­,Sicherheits­undLüftungstechnikgesammelt,analysiertundweiterverarbeitetwurden.

Ständige TransparenzDer Clou liegt nicht zuletzt in der Möglichkeit für die Mieter,ihrenEnergieverbrauchjederzeiteigenständigzuoptimieren.Dies geschieht auf Grundlage der stets aktuellen Daten, diegebündeltaufeinemDisplayablesbarsind.LauteinerMieter­befragung zeichneten sich überdurchschnittlich positive Re­aktionenabverbundenmiteinernachgewiesenenSteigerungderEnergieeffizienz.AuchdiedurchgeführtenMieterseminareundMieterworkshops fandengutenAnklangundzeigtendenNachwuchsforschernweitereUmsetzungspotenzialeauf.

Lohnende InvestitionDasdreijährigeForschungsprojekthatsichsowohlfürdieUm­weltalsauchunmittelbarfürdieMieterinZwickauausgezahlt.Durch die Realisierung von Energieeinsparpotenzialen unddie Integration regenerativer Energieträger wie etwa Solar­energiekonntendieCO2­Emissioneneffektivgesenktwerden.Zudem haben sich der Wohnkomfort sowie die Sicherheitfür die Mieter erhöht und führten folgerichtig auch zu einerWertsteigerung der Wohnung. Das Verhältnis zwischen deneingesparten Energiekosten, den Investitionen und den Be­triebskosten der eingesetzten Gebäudesystemtechnik kannalsdurchwegpositivbewertetwerden.EineleichteIntegrationderTechnikinweitereLiegenschaftenistimZugederstrate­gischen Partnerschaften und des vorhandenen Know­howsvorgesehen. Die Modernisierungsmaßnahmen zeigen bereitsjetzt eine hohe Signalwirkung auf den regionalen und über­regionalenMarkt.

„Unser ‚Low Energy Living’-Konzept lässt sich in viele, zur Sanierung an-stehende Liegenschaften in Deutsch-land integrieren und kann somit auch überregional zur Senkung des Energieverbrauches beitragen.“

Prof. Dr. Tobias Teich

STROM UND WÄRME ZU HAUSE PRODUZIEREN

Der Promovend Dennis Krüger beschäftigt sich am DBFZ in Kooperation

mit der TU Chemnitz mit Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen,

die einzelne Privathaushalte mit Energie versorgen könnten.

Projektname: EntwicklungundSystemintegrationeinerMikro­Kraft­Wärme­Kopplungs­AnlagefürfesteBiomasse

Hochschule: TechnischeUniversitätChemnitz

Fördersumme:19.500Euro

Projektlaufzeit: 01.01.2012–31.12.2013

Projektleitung und Kontakt:DennisKrügerTel.:03412434­759dennis.krueger@dbfz.de

Interne Projektpartner:DeutschesBiomasseforschungs­zentrumgGmbH

Ergänzung für Solar- und WindenergieEine Kraft­Wärme­Kopplungs­Anlage für feste BiomassekanndieSchwankungenausgleichen,diebeiSolar­oderWind­energie naturgemäß auftreten. In seiner Promotionsarbeituntersucht Dennis Krüger eine Mikro­Variante, welche mitunterschiedlichennachwachsendenFestbrennstoffenbetrie­benwerdenkann.

Schnelle LastwechselDas Ziel liegt in der Entwicklung und Optimierung einerfunktionsfähigen Mikro­Kraft­Wärme­Kopplungsanlage fürfeste Biomasse. Zudem soll hierfür ein häusliches odergewerbliches Umfeld simuliert werden. Hierbei liegt dasAugenmerk neben einem möglichst hohen Wirkungsgradauch auf der Fähigkeit, schnelle Lastwechsel durchführenzu können. Dies entspricht den zukünftigen AnforderungendesStromnetzes.

Bedarfsgerechte VersorgungIm Versuchsbetrieb erfolgt die Integration in das häuslicheoder gewerbliche Umfeld durch die Simulation von Wärme­abnehmernund­speichern.HierbeiwerdenunterschiedlichsteSzenarienunddie technischenundwirtschaftlichenGrenzenderAnlageuntersucht.DieFahrweisederAnlagewirdwärme­geführtsein.Diesewirdnurbetrieben,wennderVerbraucherWärme vor Ort benötigt. Durch die Nutzung von Wärme­speichernimlokalenHeizungsnetzkanndiebedarfsgerechteBereitstellung von Strom und Wärme weitestgehend inEinklanggebrachtwerden.

Großes ExportpotenzialDurchdasProjektwirdderForschungsstandortSachsenge­stärkt.DerzuentwickelndeAnlagentyphatdurchdieFähigkeitderdezentralen,bedarfsgerechtenEnergiebereitstellungausfester Biomasse in Kraft­Wärme­Kopplung im sehr kleinenMaßstabzudemeingroßesExportpotenzialgeradeinEntwick­lungs­undSchwellenländermitschwachenStromnetzen.

Ressourcen schonenDiedezentraleEnergieerzeugungmitKraft­Wärme­Kopplungschont einerseits fossile Ressourcen und gleichzeitig stärktdieNutzungvonBiomassedieheimischeWirtschaft.WeiterhinlassensichdadurchRohstoffimporte reduzierenunddieAb­hängigkeitvondenbetreffendenExportländernvermindern.

„Ich hoffe, meine Forschung trägt etwas dazu bei, dass in Zukunft jeder selbst zu Hause seinen eigenen Strom und seine eigene Wärme aus nachwachsenden Rohstoffen der Region produzieren kann.“

Dennis Krüger

KÄLTE AUS DEM ERDINNERN

Erdwärme kann auch kühlen: Dadurch wird die Geothermie zu einem erneuerbaren

Energieträger mit Zukunft. Eine Nachwuchsforschergruppe der Hochschule Zittau/Görlitz

erkundet das Gesamtsystem und entwickelt eine passende Softwarelösung zur Simulation.

Projektname: WärmepumpenzumHeizenundKühlenvonGebäuden

Hochschule: HochschuleZittau/Görlitz

Fördersumme:770.000Euro

Projektlaufzeit: 01.08.2012–31.12.2014

Projektleitung und Kontakt:Prof.Dr.­Ing.JörnKrimmlingTel.:0358361­1649j.krimmling@hszg.dehttp://f­w.hszg.de/forschung/forschungsprojekte/waermepumpen.html

Unterschätzte GeothermieInderöffentlichenWahrnehmungzähltdieGeothermiezudenweniger bekannten erneuerbaren Energien. In dieser Tech­nologieliegt jedocheingroßesPotenzial.WärmepumpenmitErdwärmesondenlassensichnichtnurzumHeizen,sondernauch zum Kühlen eines Gebäudes einsetzen – sogar gleich­zeitig.Geradewennbeidesbenötigtwird,lässtsichmitdieserTechnologieeinehoheenergetischeundwirtschaftlicheEffizi­enzerreichen.

Innovative GebäudekonzepteUm das Potenzial der Geothermie besser zugänglich zumachen,habensichNachwuchswissenschaftlerunterschied­licherFachrichtungenineinemProjektderHochschuleZittau/Görlitzzusammengefunden.MitverschiedenenAnsätzenbe­arbeitenEnergietechniker,WirtschaftsingenieureundMathe­matikeralleAspekte,welchediePlanung,ErrichtungunddasBetreibenvonWärmepumpenanlagenimRahmeninnovativerGebäudekonzeptebetreffen.

Softwaregestützte SimulationFürdeneffizientenEinsatzvonWärmepumpenisteineganz­heitliche Betrachtung von Gebäude und Anlage erforderlich.Die teilweise gegensätzlichen Anforderungen für das HeizeneinerseitsunddasKühlenandererseitserforderneinenopti­malen Kompromiss für das Anlagenkonzept. Zudem sollteauch der Energiebedarf des Gebäudes möglichst genau be­kanntsein.DieArbeitsgruppebeschäftigtsichdeshalbmitderSimulation der geothermischen Anlage unter Beachtungdes thermischen Verhaltens des Gebäudes. Diese BereichewerdenalseinGesamtsystembetrachtetundsimuliert,wofürdieNachwuchsforschereineSoftwarelösungentwickeln.

Neuer VersuchsstandUmdieSimulationsmodelleexperimentellzuüberprüfen,wirdein Versuchsstand errichtet. Er besteht aus drei Erdwärme­sonden unterschiedlicher Tiefe und Energieerzeugern, dieden Heizwärme­ und Kühlenergiebedarf eines Gebäudesemulieren können. Die Möglichkeiten für Messungen sind

damitflexibleralsdievergleichbarerAnlagen,welchenorma­lerweise an die Versorgung eines bestimmten Gebäudes ge­bundensind.

Leitfaden zur OptimierungIn einem weiteren Teilbereich untersuchen die Nachwuchs­wissenschaftler,inwelcherArtvonGebäudenWärmepumpeneingesetzt werden können und sollen. Dafür entwickelt dieProjektgruppe mehrere Nichtwohngebäudemodelle und be­wertetdiesezunächstenergetischundspäterauchwirtschaft­lich.ImErgebnissolldasProjekteinenLeitfadenliefern,derausgehend von der technischen Auslegung bis hin zur wirt­schaftlichenOptimierungdenPlanungsprozessvonGebäudenmitWärmepumpenanlagenumfasst.

„Besonders bei der Kombination von Heizen und Kühlen mit Wärme-pumpen besteht noch erheblicher Forschungsbedarf, der mit dem vorliegenden Projekt abgedeckt werden soll. Wärmepumpen werden nur dann erfolgreich sein, wenn sie sich energetisch und wirtschaftlich sinnvoll in Gebäudekonzepte integ-rieren lassen.“

Prof. Dr.-Ing. Jörn Krimmling

ENERGIEQUELLE: ASPHALTBELAG

Julia Uhlig hat in ihrer Promotion an der TU Dresden untersucht, inwieweit sich die

sommerliche Hitze auf Asphaltstraßen für die Energiegewinnung weiternutzen ließe.

Projektname: MöglichkeitenderEnergiegewinnungausAsphaltstraßenkonstruktionen

Hochschule: TechnischeUniversitätDresden

Fördersumme:38.000Euro

Projektlaufzeit: 01.11.2011–31.10.2013

Projektleitung und Kontakt:Dipl.­Ing.JuliaUhligTel.:0351463­39838julia.uhlig@mailbox.tu­dresden.de

Straßen als EnergiequelleSachsenbesitzteindichtesundweitverzweigtesStraßennetzvonknapp14.000KilometernLänge.Das isteineFlächevonmehrals30MillionenQuadratmetern,wasinetwa3.800Fuß­ballfeldern entspricht. Bei Oberflächentemperaturen von biszu70°C indenSommermonatenstelltdieseSubstanzeinenenormen Wärmespeicher dar, dessen energetische Aus­beutung bislang jedoch kaum in Erwägung gezogen wurde.Die bautechnischen Eigenschaften der Asphaltbefestigungwerden zudem durch die auftretenden hohen Temperaturennegativbeeinflusst.

Funktionalität von Verkehrsflächen erweitern Die Promotion an der TU Dresden untersucht konstruktiveMöglichkeiten – so genannte „Pavement Energy Systems“,welche es ermöglichen, die im Asphaltoberbau enthalteneWärmeenergie aus der Straßenbefestigung abzuleiten undnutzbar zu machen. Durch den Wärmeentzug erhöht sichaußerdem aufgrund der physikalischen Eigenschaften desAsphalts die Nutzungsdauer der Straße, gleichzeitig lässtsich im Erfolgsfall eine große Menge an Wärmeenergiegewinnen,dieindensächsischenEnergiehaushalteingespeistwerden könnte. Die erlangten Kenntnisse können direkt inWissenschaftundWirtschaftumgesetztwerden.

Wasser als TrägermediumDas Ziel dieser Promotion ist die Entwicklung von System­varianten, die umgehend im sächsischen Straßenbau um­gesetzt werden können. Ein Variantenvergleich hinsichtlichder Verwendbarkeit mit betriebswirtschaftlichen, ökologi­schen,konstruktivenundenergetischenUntersuchungensollerfolgen. Erste Überlegungen zur technischen Umsetzungder Systeme ergaben mehrere Varianten, wie zum Beispieldie Verwendung von Rohrsystemen. Dabei müsste jeweilsein geeignetes Medium, beispielsweise Wasser, durch dieKonstruktion geleitet werden. Der heiße Asphalt erwärmtdas Wasser und lässt sich beim Austritt aus der Straßen­befestigungalsEnergieträgernutzen.

Erhöhung der Straßenqualität Aufbauend auf den Ergebnissen folgen abschließend Be­trachtungenzurWirtschaftlichkeitderentwickeltenSystemebeziehungsweise der Vorzugsvariante. Es werden Rechnun­gen zur Energiebilanz durchgeführt, um den energetischenWirkungsgrad der Systeme abzuschätzen. Des Weiteren er­folgenPrognoseberechnungen,biszuwelchemGradsichdieSpurrinnenbildung infolge der Kühlung reduzieren lässt undwie sich dies auf die gesamte Nutzungsdauer der Straßen­befestigung – gerade auch in Bezug auf Ermüdungserschei­nungenoderRissbildung–auswirkt.

„Die Nutzung solarthermischer Energie aus Asphaltstraßen-konstruktionen kann zukünftig einen erheblichen Beitrag zur ressourcenschonenden Energie-gewinnung leisten.“

Julia Uhlig

PROJEKTE AB 2013 – EIN AUSBLICK

TRANSPARENTE DÄMMSTOFFE

Projektname: ANWan–Anorganische,nichtmetallischeWärmedämmstoffemitangepasstenStrahlungseigenschaften

Hochschule: TechnischeUniversitätBergakademieFreiberg

Fördersumme:1,65Mio.Euro

Projektlaufzeit: 01.02.2013–31.12.2014

www.anwan.tu-freiberg.de

Neue Dämmstoffe für nachhaltige Nutzung der RessourcenANWan heißt eine interdisziplinäre Nachwuchsforscher­gruppe der TU Bergakademie Freiberg. Ihr Ziel ist dieEntwicklung neuartiger Wärmedämmstoffe, die transparentfür die einfallende Sonnenstrahlung, aber undurchlässigfür die Wärmestrahlung der zu dämmenden Objekte sind.Diesewerdenesermöglichen,Wärmeverlustezuminimierenund gleichzeitig die Sonne ungehindert als Energiequelle zunutzen.DasistinteressantfürverschiedenesolarthermischeAnwendungen wie konzentrierende Systeme oder passiveHeizungeninGebäuden.

INTEGRIERTE HOCHWASSERVORSORGE

Projektname: ErstellungeinermultikriteriellenMethodezurBewertungvonHochwasservorsorgemaßnahmenimRahmendesintegriertenHochwasserrisikomanagements

Hochschule: TechnischeUniversitätChemnitzundHochschuleMittweida

Fördersumme:38.400Euro

Projektlaufzeit: 01.01.2013–31.12.2014

HochwasserrisikomanagementMitderBekanntmachungderHochwasserrisikomanagement­Richtlinie(2007/60/EG)undderennationalerUmsetzungüberdasseit01.03.2010geltendeWasserrechtderBundesrepublikDeutschland (WHG) sind in den Bundesländern u.a. die Auf­stellung von Hochwasserrisikomanagementplänen durchzu­führen.ImRahmendessenlegtderGesetzgeberbesonderenWertaufdieEffizienzund„Nachhaltigkeit“vonHochwasser­vorsorgemaßnahmen.

Interessenausgleich In Ihrem Promotionsvorhaben beschäftigt sich KlaudiaSzenassy systematisch mit der integrierten Bewertung vonHochwasservorsorgemaßnahmen,umeinenBeitragzumop­timalenHaushaltsmitteleinsatzsowieInteressenausgleichbeiHochwasserschutzfragen zu leisten. Aus aktuellem AnlasswurdenachdenHochwasserereignissenimJuni2013zudemeine Analyse der Planungsverfahren durchgeführt, die dasZusammenwirken verschiedener Akteure und Betroffeneraufzeigt.

GRUNDLAGEN FÜR NACHHALTIGE

ENERGIEVERSORGUNG SCHAFFEN

Projektname: AngewandteundTheoretischeMolekulareElektrochemiealsSchlüsselfürneueTechnologienimBereichderEnergieumwandlungundEnergiespeicherung

Hochschule: UniversitätLeipzig

Fördersumme:650.000Euro

Projektlaufzeit: 01.01.2013–31.12.2014

www.uni-leipzig.de/~esfelektro/index.html

Neue Technologien erforschenDie Umstellung der Energieversorgung von fossilen aufregenerativeEnergien isteinedergrößtenunddringendstenHerausforderungenunsererZeit.DieseEnergiewendegelingtnur,wennnebendemBewusstseininGesellschaftundPolitikauchdiezwingenderforderlichenTechnologienimBereichderEnergieumwandlungund­speicherungvorhandensind.Folg­lichistdieErforschungneuerTechnologieneinHauptanliegenderForschungsförderunginDeutschlandundweltweit.VielenNeuentwicklungen bleibt jedoch der Durchbruch verwehrt,bedingtdurchzugeringeWirkungsgrade,schnelleDegradationundzuhoheKosten.

Innovative experimentelle Techniken Dabei tragen viele neue Technologien im Photovoltaik­,Batterie­ und Brennstoffzellen­Bereich enormes Potenzial.Dieses voll auszuschöpfen, erfordert jedoch ein detailliertesVerständnis der im Einzelnen ablaufenden Prozesse. DiesesgrundlegendeWissenistkaumvorhanden,daesmitetabliertenExperimentennichtzugänglichist.EineNachwuchsforscher­gruppe an der Universität Leipzig entwickelt innovativeexperimentelle Techniken, um die entscheidenden Prozessein diesen Systemen sichtbar zu machen und zu verstehen.Mit dem daraus gewonnenen, fundamentalen Wissen sollenKonzeptezurSteigerungvonEffizienzen,LangzeitstabilitätenundKostensenkungentstehen.

NACHHALTIG PRODUZIEREN

Projektname: EffizienteEnergienutzung:NeueKonzepteundMaterialien

Hochschule: UniversitätLeipzig

Fördersumme:850.000Euro

Projektlaufzeit: 01.01.2013–31.12.2014

Energieaufwand bei der HerstellungWie nachhaltig ein Produkt ist, lässt sich nicht nur an denverwendeten Materialien ablesen. Entscheidend für dieGesamtbetrachtung ist die bei der Herstellung notwendigeEnergie. Ein Promovend der Leipziger Universität widmetsich insbesondere den Technologien, die zur Erzeugung undUmwandlungvonelektrischerEnergieeingesetztwerden.

Fertigung ohne WärmeenergieZiel der Forschung ist unter anderem die energetischeOptimierung des Fabrikationsprozesses für Dünnschicht­transistoren. Doktorand Peter Schlupp entwickelt in seinerProjektarbeit Prozessschritte, um zukünftig derartige Bau­elemente ohne den Einsatz von Wärmeenergie – also beiRaumtemperatur–herstellenzukönnen.DieseTransistorensollenbeispielsweisealsSteuerelementevonkleinen,autar­ken elektronischen Einheiten wie Sensoren und Aktuatoren,zum Einsatz kommen oder zur Energiegewinnung genutztwerden.

IMPRESSUM

Herausgeber:SächsischesStaatsministeriumfürWirtschaft,ArbeitundVerkehrVerwaltungsbehördeESFWilhelm­Buck­Str.201097Dresden

Redaktion:SächsischesStaatsministeriumfürWissenschaftundKunst,Referat34HochschulplanungundStatistikWigardstraße1701097Dresden

Text/Layout:FLASKAMPUMMENAG,Berlin

Druck:PRINTPRINZGmbH

Stand:Oktober2013

Bestellung:ZentralerBroschürenversandderSächsischenStaatsregierungwww.publikationen.sachsen.de

Fotonachweise:Titel:Fotolia.com,beboyS.4:Fotolia.com,iko,S.8:Fotolia.com,MinervaStudio,S.10:Fotolia.com,KarrambaProduction,S.11:SvenClaus,S.12/13:FranziskaKunth,S.14/15:ProjektGebäudeintegrierteWindenergieanlagen,S.16:F.Ludwig,InstitutfürMikrobiologie,TUDresden,S.17:Dr.KristinZoschke,S.18/19:KristinaDenhof,S.20/21:FranziskaBühler,S.22/23:ProjektEnergiewendeSachsen–StrategienundLösungsansätzefüreinnachhaltigesEnergieversorgungssystem,S.24:KarstenRink,S.25:Vilo­graphy–PhilipMeinl,S.26/27:BildarchivderPressestellederTUChemnitz/ChristianSchenk,ProjektintelligentedezentraleEnergiespeichersysteme,S.28:AlexanderKahnt,S.29:TobiasKrettek,filmaton.de,S.30/31:ProjektCitree,S.32/33:SarahAnnikaArévalo,S.34:Fotolia.com,alisonhancock,S.35:ProjektAdAntE,S.36/37:GabrieleGärtner,S.38/39:ProjektLowEnergyLiving,S.40/41:DennisKrüger,S.42/43:ProjektWärmepumpenzumHeizenundKühlenvonGebäuden,S.44:Fotolia.com,lakovKalinin,S.45:JuliaUhlig,S.46:ProjektANWan,S.47:KlaudiaSzenassy,S.48:SylviaWentzlau,S.49:PeterSchlupp

AusGründenderbesserenLesbarkeitwirdaufdiegleichzeitigeVerwendungmännlicherundweiblicherSprachformenverzichtet.SämtlichePersonen­bezeichnungengeltengleichwohlfürbeiderleiGeschlecht.

Verteilerhinweis:DieseInformationsschriftdarfnichtzurWahlwerbungverwendetwerden.DiesgiltfüralleWahlen.

WeitereInformationenfindenSieunter:www.studieren.sachsen.de/2011.html www.sab.sachsen.de/esf

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