Simulation in Umwelt- und Geowissenschaften

Die Fachgruppe ‚Simulation in den Umwelt- und Geowissenschaften‘ veranstaltet einmal jährlich einen Workshop mit etwa 35-40 Teilnehmern, bei dem das Thema Modellierung von umweltrelevanten Prozessen in seiner ganzen Breite interdisziplinär diskutiert wird. Anfang April 2018 fand der Workshop an der Hochschule Hannover statt. Dieser Band dokumentiert die Beiträge, und wie gewohnt soll das Vorwort als kommentiertes Inhaltsverzeichnis dienen. Die Beiträge der ersten Session stammen alle vom Institut für Konstruktionselemente, Mechatronik und Elektromobilität der Hochschule Hannover und beschäftigen sich mit verschiedenen Aspekten beim Einsatz von portablen Mikro-Blockheizkraftwerken. Einerseits mit einem Simulationsmodell für eine Machbarkeitsanalyse, andererseits mit dem Problem der Positionierung des Blockheizkraftwerkes und der Optimierung der Position seiner Schnittstellen, aber auch durch eine detaillierte Untersuchung der Wirkungsgrade im Hinblick auf den Einsatz iin unterschiedlichen geographischen Regionen Deutschlands. Hierbei wird der Aspekt der Kopplung mit der Gebäudetechnik und der Kraft-Kälte-Kopplung besonders herausgearbeitet. Ein Beitrag über einen batteriebasierten Range-Extender beschließt diesen Block. Die vielfältigen Awendungsfelder von Modellbildung und Simulation im Umweltbereich bilden die folgenden Abschnitte ab: ‚Verkehr‘, ‚Technik‘ und ‚Wasser/Geo‘. Die Umweltwirkung und mögliche Einsparpotenziale zeigt eine Untersuchung zum Dienstreiseverhalten an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin mit dem Ziel einer umweltorientierten Dienstreisebearbeitung. In kleinerer Skala verbessert eine auf frei verfügbaren Open-Data basierte Echtzeitauskunft für ÖPNV-Nutzer in Wien den Mobilitätskomfort. Technischbasierte Themen behandeln eine Simuation des Kommunikationsnetzes für ein SmartGrid zur Vernetzung unterschiedlichster Komponenten in der Gebäudetechnik in Kombination mit Elektromobilität. Gänzlich andere Technologien werden dagegen in einer Arbeit zur Sicherung der Qualität von Trinkwasser angewandt: Die umfangreichen Messdaten aus der Laserspektroskopie werden mithilfe von RSkripten für eine tiefgehende Analyse erschlossen und für eine problembezogene Visualisierung aufbereitet. Zwei weitere Beiträge nehmen sich Problemstellungen aus dem Bereich der Photovoltaik zum Thema: Einmal geht es um die Berechnung der Verschattung von Gebäudefassaden und damit deren Eignung für die solare Energiegewinnung, ein zweiter Beitrag untersucht die räumliche und zeitliche Entwicklung von PVAufdachanlagen in Deutschland. Auch das Transportverhalten für verschiedene Stoffe im geologischen Untergrund war wieder Thema für den Workshop, diesmal mit einem Beitrag zur Simulation von Durchlässigkeitsveränderungen im Grundwasserleiter durch Analogieschlüsse zu filternden Systemen im allgemeinen und einem Beitrag zur Simulation von Auswirkungen variabler CO2-Strom-Zusammensetzungen auf das geologische Reservoir, wobei hier die schwierige Interpretation dieser geochemischen Simulationen vertieft diskutiert wird. Dieses Problem führt über zum nächsten Themenblock, der sich mit ‚Unsicherheiten‘ beschäftigt, die beim Prozess der Modellbildung, Simulation und Datenanalyse unvermeidbar erscheinen und mit denen sich jeder Wissenschaftler auseinandersetzen muss. Am Beispiel der Energiesystemanalyse werden sämtliche Faktoren systematisch aufgelistet und besprochen, ein Beitrag, dessen Kernaussagen auch auf andere Anwendungen leicht und gut übertragbar sind. Wiederum mit engerem thematischen Fokus konzentriert sich der folgende Beitrag auf das Problem der Ungenauigkeiten bei der geologischen Modellbildung, und dabei wiederum besonders diejenigen Unsicherheiten, die eine Visualisierung der komplexen Datenmengen mit sich bringt. Datenanalyse gerade von Daten mit geographischem Raumbezug ist dann auch thematische Schnittmenge der Beiträge im letzten Abschnitt dieses Bandes: Am Beispiel des Wismuth-Umweltprojekt