TY - JOUR A1 - Olejko, Lydia A1 - Bald, Ilko T1 - FRET efficiency and antenna effect in multi-color DNA origami-based light harvesting systems N2 - Artificial light harvesting complexes find applications in artificial photosynthesis, photovoltaics and light harvesting chemical sensors. They are used to enhance the absorption of light of a reaction center which is often represented by a single acceptor. Here, we present different light harvesting systems on DNA origami structures and analyze systematically the light harvesting efficiency. By changing the number and arrangement of different fluorophores (FAM as donor, Cy3 as transmitter and Cy5 as acceptor molecules) the light harvesting efficiency is optimized to create a broadband absorption and to improve the antenna effect 1 (including two energy transfer steps) from 0.02 to 1.58, and the antenna effect 2 (including a single energy transfer step) from 0.04 to 8.7, i.e. the fluorescence emission of the acceptor is significantly higher when the light-harvesting antenna is excited at lower wavelength compared to direct excitation of the acceptor. The channeling of photo energy to the acceptor proceeds by Förster Resonance Energy Transfer (FRET) and we carefully analyze also the FRET efficiency of the different light harvesting systems. Accordingly, the antenna effect can be tuned by modifying the stoichiometry of donor, transmitter and acceptor dyes, whereas the FRET efficiency is mainly governed by the spectroscopic properties of dyes and their distances. KW - DNA origami KW - Light-harvesting KW - FRET KW - Antenna effect PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-405867 UR - http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ra/c7ra02114c#!divAbstract DO - https://doi.org/10.1039/C7RA02114C VL - 7 IS - 39 SP - 23924 EP - 23934 PB - The Royal Soc. of Chemistry AN - OPUS4-40586 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Schneider, Ronald T1 - Time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on inspection and monitoring data N2 - The current practice of operating and maintaining deteriorating structural systems ensures acceptable levels of structural reliability, but it is not clear how efficient it is. Changing the current prescriptive approach to a risk-based approach has great potential to enable a more efficient management of such systems. Risk-based optimization of operation and maintenance strategies identifies the strategy that optimally balances the cost for controlling deterioration in a structural system with the achieved risk reduction. Inspections and monitoring are essential parts of operation and maintenance strategies. They are typically performed to reduce the uncertainty in the structural condition and inform decisions on future operation and maintenance actions. In risk-based optimization of operation and maintenance strategies, Bayesian updating is used to include information contained in inspection and monitoring data in the prediction of the structural reliability. All computations need to be repeated many times for different potential inspection and monitoring outcomes. This motivates the development of robust and efficient approaches to this computationally challenging task. The reliability of deteriorating structural systems is time-variant because the loads on them and their capacities change with time. In most practical applications, the reliability analysis of deteriorating structural systems can be approached by dividing their lifetime into discrete time intervals. The time-variant reliability problem can then be represented by a series of time-invariant reliability problems. Using this methodology as a starting point, this thesis proposes a novel approach to compute the time-variant reliability of deteriorating structural systems for which inspection and monitoring data are available. The problem is formulated in a nested way in which the prediction of the structural condition is separated from the computation of the structural reliability conditional on the structural condition. Information on the structural condition provided by inspections and monitoring is included in the reliability assessment through Bayesian updating of the system deterioration model employed to predict the structural condition. The updated system reliability is obtained by coupling the updated deterioration model with a probabilistic structural model utilized to calculate the failure probability conditional on the structural condition. This approach is the first main outcome of this thesis and termed nested reliability analysis (NRA) approach. It is demonstrated in two numerical examples considering inspected and monitored steel structures subject to high-cycle fatigue. An alternative – recently developed – approach, which also follows the strategy of discretizing time, describes deteriorating structural systems with hierarchical dynamic Bayesian networks (DBN). DBN combined with approximate or exact inference algorithms also enable the computation of the time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on information provided by inspection and monitoring data. In this thesis – as a proof of concept – a software prototype is developed based on the DBN approach, which can be used to assess the reliability of a corroding concrete box girder for which half-cell potential measurements are available. This is the second main outcome of this thesis. Both approaches presented in this thesis enable an integral reliability analysis of inspected and monitored structures that accounts for system effects arising from (a) the correlation among deterioration states of different structural elements, (b) the interaction between element deterioration and system failure, and (c) the indirect information gained on the condition of all unobserved structural elements from inspecting or monitoring the condition of some structural elements. Thus, both approaches enable a systemwide risk-based optimization of operation and maintenance strategies for deteriorating structural systems. The NRA approach can be implemented relatively easily with subset simulation, which is a sequential Monte Carlo method suitable for estimating rare event probabilities. Subset simulation is robust and considerably more efficient than crude Monte Carlo simulation. It is, however, still sampling-based and its efficiency is thus a function of the number of inspection and monitoring outcomes, as well as the value of the simulated event probabilities. The current implementation of the NRA approach performs separate subset simulation runs to estimate the reliability at different points in time. The efficiency of the NRA approach with subset simulation can be significantly improved by exploiting the fact that failure events in different years are nested. The lifetime reliability of deteriorating structural systems can thus be computed in reverse chronological order in a single subset simulation run. The implementation of the DBN approach is much more demanding than the implementation of the NRA approach but it has two main advantages. Firstly, the graphical format of the DBN facilitates the presentation of the model and the underlying assumptions to stakeholders who are not experts in reliability analysis. Secondly, it can be combined with exact inference algorithms. In this case, its efficiency neither depends on the number of inspection and monitoring outcomes, nor on the value of the event probabilities to be calculated. However, in contrast to the NRA approach with subset simulation, the DBN approach with exact inference imposes restrictions on the number of random variables and the dependence structure that can be implemented in the model. T3 - BAM Dissertationsreihe - 168 KW - Reliability KW - Structural systems KW - Deterioration KW - Bayesian analysis KW - Inspection KW - Monitoring KW - Zuverlässigkeit KW - Tragstrukturen KW - Schädigungsprozesse KW - Bayes'sche Analyse KW - Inspektion KW - Monitoring PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-512977 SN - 1613-4249 VL - 168 SP - 1 EP - 188 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-51297 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stengel, Dominik A1 - Mehdianpour, Milad T1 - Finite element modelling of electrical overhead line cables under turbulent wind load N2 - This paper presents a finite element model of an overhead transmission line using so called cable elements which allow reproducing the cable's nonlinear characteristics accurately employing only a few elements. Aerodynamic damping is considered in the equation of motion by taking into account the relative velocity between the flow of the wind and the moving structure. The wind flow itself is simulated by wave superposition making necessary assumptions on the lateral correlation between the wind velocities along the cable length. As result from the simulation, the following conclusions can be drawn. The first natural frequency of generally used wide spanning cables lies well below 1 Hz where also most of the energy content of the wind excitation is to be expected. Aerodynamic damping is significant for the moving cables holding very low structural damping which leads to a suppression of resonant amplification. This is particularly of interest regarding the support reaction which is dominated by the mean value and the so called background response. The latter is mostly influenced by the randomness of the wind flow, especially lateral to the main wind direction. KW - Nonlinear Finite Element Formulations KW - Nonlinear Equation of Motion KW - Turbulent Wind Excitation PY - 2014 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-304567 DO - https://doi.org/10.1155/2014/421587 SN - 2314-6494 SN - 2356-766X VL - 2014 IS - Article ID 421587 SP - 1 EP - 8 PB - Hindawi Publ. CY - New York, NY ; Cairo AN - OPUS4-30456 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hüllmann, Dino A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Neumann, Patrick P. ED - Bársony, I. ED - Zolnai, Z. ED - Battistig, G. T1 - Embedded control of a PMSM servo drive without current measurements N2 - A permanent-magnet synchronous motor (PMSM) servo drive for lightweight robotic platforms that have a high torque demand at low rotational speeds has been developed. First, a current-independent torque controller is derived and cascaded with a speed and position controller, while merely an encoder is used as a sensor device in combination with a speed estimator. Finally, the speed estimator output is compared to gyroscope measurements and the overall functioning is verified on a real system. T2 - 30th Eurosensors Conference - Eurosensors 2016 CY - Budapest, Hungary DA - 04.09.2016 KW - BLDC KW - PMSM KW - Motor control KW - Servo drive KW - Optical incremental encoder PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-388973 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.487 SN - 1877-7058 VL - 168 SP - 1671 EP - 1675 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam, Netherlands AN - OPUS4-38897 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kuroiwa, T. A1 - Zhu, Y. A1 - Inagaki, K. A1 - Long, S. A1 - Christopher, S. A1 - Puelles, M. A1 - Porinsky, M. A1 - Hatamleh, N. A1 - Murby, J. A1 - Merrick, J. A1 - White, I. A1 - Saxby, D. A1 - Caciano de Sena, R. A1 - Dominguez de Almeida, M. A1 - Vogl, Jochen A1 - Phukphatthanachai, Pranee A1 - Fung, W.-H. A1 - Yau, H.-P. A1 - Okumu, T. O. A1 - Kang'iri, J. N. A1 - Tellez, J. A. S. A1 - Campos, E. Z. A1 - Galvan, E. C. A1 - Kaewkhomdee, N. A1 - Taebunpakul, S. A1 - Thiengmanee, U. A1 - Yafa, C. A1 - Tokman, N. A1 - Tunc, M. A1 - Can, S. Z. T1 - Report of the CCQM-K123: trace elements in biodiesel fuel N2 - The CCQM-K123 key comparison was organized by the Inorganic Analysis Working Group (IAWG) of CCQM to assess and document the capabilities of the national metrology institutes (NMIs) or the designated institutes (DIs) to measure the mass fractions of sodium, calcium, potassium, magnesium phosphorous and sulfur in biodiesel fuel (BDF). The National Metrology Institute of Japan (NMIJ) and National Institute of Standards and Technology (NIST) acted as the coordinating laboratories. Results were submitted by 11 NMIs and DIs. The participants used different measurement methods, though most of them used inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), isotope dilution technique with ICP-MS and inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) with microwave acid digestion. The material was quite challenging and a number of questions were raised at the IAWG meeting. Concerning S, the variation in S results between participants, particularly those using IDMS methods was discussed at the IAWG meeting. BAM, NIST and NMIJ reviewed their experimental conditions, results and/or uncertainty calculations for IDMS. According to the additional evaluation and investigation, the variances between the revised results became smaller than the original one, the revised results were overlapping between IDMS measurements of S content at the k=2 level. It is not possible to calculate a KCRV with values being modified after submission. It was concluded that this KC does not support S measurements. Accounting for relative expanded uncertainty, comparability of measurement results for each of Na, Ca, K, Mg and P was successfully demonstrated by the participating NMIs or DIs. It is expected that sodium, calcium, potassium, magnesium and phosphorus at mass fractions greater than approximately 0.1 mg/kg, 0.1 mg/kg, 0.05 mg/kg, 0.05 mg/kg and 0.1 mg/kg respectively in biodiesel fuel and similar matrices (fuels and oils etc.) can be determined by each participant using the same technique(s) employed for this key comparison to achieve similar uncertainties mentioned in the present report. Furthermore, the results of this key comparison can be utilized along with the IAWG core capability approach. KW - Biodiesel KW - Fuel KW - Sulphur KW - Reference measurement PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-393941 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394/54/1A/08008/meta DO - https://doi.org/10.1088/0026-1394/54/1A/08008 SN - 0026-1394 SN - 1681-7575 VL - 54 SP - Tech. Suppl. 2017, 08008, 1 EP - 47 PB - IOP Publishing CY - Bristol, UK AN - OPUS4-39394 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Kanzler, Daniel T1 - Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten N2 - Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung. Die POD zeigt auf Basis des Zusammenhangs und der Streuung der Daten, ob das Verfahren für die Prüftätigkeit akzeptiert werden kann oder noch verbessert werden muss. Das ursprüngliche POD-Verfahren wurde für quasi eindimensionale Defekte in dünnen Luftfahrtbauteilen entwickelt. In der industriellen Realität ist diese Bewertung ein Balanceakt zwischen Statistik und Durchführbarkeit: Die Prüfung soll mit realen Defektdaten für die spätere Produktion des Bauteils (bzw. wiederkehrende Wartungsprüfung) bewertet werden. Doch die notwendige Gegenüberstellung zwischen Schliffdaten, für die Erfassung der wahren Defektgröße von räumlich ausgeprägten Defekten und dem Signal eines ZfP-Systems stellt sich als herausfordernde und kostenintensive Aufgabe heraus. Sowohl die Aufstellung eines gemeinsamen Koordiantensystems als auch die Beschreibung und Angleichung der Daten stellen eine notwendige Vorarbeit dar. In dieser Arbeit wird ein mögliches Vorgehen entwickelt, dass im Weiteren eingesetzt werden kann. Während in der Literatur zum Thema POD häufig die Begrenzung des Einsatzes einer eindimensionalen POD (POD mit einem Defektparameter) für reale Defekte bereits erkannt wurde, soll außerdem in dieser Arbeit das Verfahren auf der Signalseite umfassender erweitert werden, um die Einbeziehung realer Defekte in die POD-Bewertung zu ermöglichen. Hierfür werden mit Hilfe dieser Arbeit zwei wesentliche Neuerungen in der POD-Bewertung eingeführt: 1. Die Anzeigenfläche wird als wichtiges Indiz zur Detektion in die Bewertung eingeführt. Dabei zeigt der Ansatz einer Observer-POD, bei dem der Detektierbarkeit eines Defekts beschrieben wird, eine Möglichkeit in die Bewertung zu erweitern. Jedoch wird die notwendige Datenanzahl die für eine Observer-POD selten mit Experimenten erreicht. Daher schlagen wir die Einführung eines Glättungsalgorithmus vor, um auch auf der Basis von wenigen Daten die Flächenabhängigkeit zu erfassen. Der Algorithmus wird hierbei durch simulierte Daten auf seine Funktionsfähigkeit überprüft, bevor er auf reale Defekte angewendet wird. Gleichzeitig helfen die simulierten Daten einen Vergleich zu den vorhergegangenen Ansätzen zu ermöglichen. 2. Darüber hinaus reichen die Daten der realen Defekte häufig nicht aus, um die statistische Forderung zu gewährleisten, so dass es notwendig, wird künstliche Defekte mit einzubeziehen. Deshalb sollen die vorhanden künstlichen Defekte in Form von Referenzdefekten mit einbezogen werden, um die statistische Grundlage zu erhöhen. Für die Prüfung von Referenzdefekten sind jedoch wichtige Einflussgrößen (z.B. Oberflächenrauhigkeit) nicht vorhanden. Wegen der unterschiedlichen Aussagekraft der Daten und zur Vermeidung einer zu optimistischen Abschätzung, ist eine einfache Mischung der Daten ausgeschlossen. Um realen Defekten eine Möglichkeit dafür zu schaffen, dass die Eigenschaften der realen Defekte angemessen auf das Ergebnis der Bewertung des Verfahrens Einfluss nehmen können, wird eine gewichtete Kombination der Defektdaten für die Bewertung vorgestellt. Das Vorgehen wird am Beispiel der radiographischen Prüfung einer elektronenstrahlgeschweißten Naht durchgeführt. Die Schweißnaht verbindet den Deckel zur Außenwand eines Kupferbehältern, der für die spätere Endlagerung von verbrauchten Brennstäben aus Kernkraftwerken entwickelt wurde. Die Messergebnisse stammen aus von der Firma Posiva Oy, dem zuständigen Unternehmen für die Endlagerung von verbrauchten Brennstäben aus Kernkraftwerken in Finnland. Hierbei stellt die POD-Bewertung ein wichtiges Element in der Gesamtrisikobewertung für das Endlagersystem dar. T3 - BAM Dissertationsreihe - 153 KW - Radiographie KW - POD KW - Zuverlässigkeit KW - Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) KW - Probabilistische Bewertung PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-388723 SN - 978-3-9818270-1-9 SN - 1613-4249 VL - 153 SP - iii EP - 134 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-38872 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kinne, Marko A1 - Thöns, Sebastian T1 - Fatigue Reliability Based on Predicted Posterior Stress Ranges Determined from Strain Measurements of Wind Turbine Support Structures N2 - In the present paper, an approach for updating the continuous stress range distribution of a welded connection of a wind turbine support structure with predicted information from strain measurements is presented. Environmental conditions, such as wind or, in offshore fields, waves and currents, in combination with rotor excitations generate cyclic stresses affecting the reliability of welded joints of the support structure over the service life. Using strain measurements, these conditions can be monitored, and the resulting stress ranges, under consideration of measurement, mechanical and material uncertainties, can be reconstructed. These stress ranges can be used as an input for updating the prior probability density function (PDF) of the stress ranges predicted by the overall dynamics and a detailed design analysis. Applying Bayesian probability theory and decision theoretical implications, the predicted posterior probability density of the stress ranges is calculated based on the design information and uncertainties. This approach is exemplified, and it is shown how the predicted stress ranges and the design stress ranges are distributed. The prior and the predicted posterior stress ranges are used for a reliability calculation for potentially entering a pre-posterior decision analysis KW - Strain measurements of wind turbine support structures KW - Bayesian updating of stress ranges KW - Posterior fatigue reliability PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-572663 DO - https://doi.org/10.3390/en16052225 VL - 16 IS - 5 SP - 1 EP - 26 PB - MDPI AN - OPUS4-57266 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kinne, Marko A1 - Farhan, Muhammad A1 - Schneider, Ronald A1 - Thöns, Sebastian T1 - Influence of the structural integrity management on the levelized cost of energy of offshore wind: a parametric sensitivity analysis N2 - The levelized cost of energy (LCoE) is an important measure to quantify the macro-economic efficiency of an offshore wind farm and to enable a quantitative comparison with other types of energy production. The costs of the structural integrity management - which is required to ensure an adequate lifetime reliability of the turbine support structures - are part of the operational expenditures of an offshore wind farm. An optimization of the structural integrity management may reduce the operational expenditures and consequently the LCoE. However, the effect of the structural integrity management on the LCoE is hardly known. To investigate this effect, this paper presents a sensitivity analysis of the LCoE of a generic offshore wind farm. The probabilistic models of the parameters influencing the LCoE are based on a literature study including an explicit model for the structural integrity management. The analysis reveals that LCoE may potentially be reduced if an optimization of the structural integrity management enables a service life extension. T2 - International Probabilistic Workshop 2022 CY - Stellenbosch, South Africa DA - 08.09.2022 KW - Structural integrity management KW - Levelized cost of energy KW - Sensitivity analysis PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-572724 DO - https://doi.org/10.14311/APP.2022.36.0090 VL - 36 SP - 90 EP - 98 PB - Acta Polytechnica CTU Proceedings AN - OPUS4-57272 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sauermoser-Yri, M. A1 - Veldurthi, N. A1 - Wölfle, C. H. A1 - Svartvatn, P. J. A1 - Flo Hoem, S. O. A1 - Lid, M. J. A1 - Bock, Robert A1 - Palko, J. A1 - Torgersen, J. T1 - On the porosity-dependent permeability and conductivity of triply periodic minimal surface based porous media N2 - With the fast development in the field of additive manufacturing, triply periodic minimal surface (TPMS) based porous media have recently found many uses in mechanical property tuning. However, there is still a lack of understanding in their porosity-dependent permeability and electrical as well as thermal conductivity. Here, we perform finite volume simulations on the solid and void domains of the Schoen gyroid (SG), Schwarz primitive (SP) and Schwarz primitive beam (SPB) TPMS with porosities between 63% and 88% in Ansys Fluent. A simple cubic lattice (CL) of equivalent porosity served as reference. The SPB and CL showed up to one order of magnitude higher permeabilities than the SG and SP. However, SG and SP have about 1.3 and 2.6 times the electrical and thermal conductivity of SPB and CL, respectively. Furthermore, the properties of SPB and CL are largely affected by the surface area density, whereas tortuosity variation does not impact permeability and conductivity to a major extent. Finally, empirical relations are adapted to describe the presented data and thus, they may enable future designers of TPMS based porous structures to fine-tune the geometries according to the requirements on permeability and electrical as well as thermal conductivity. KW - Metals and Alloys KW - Surfaces, Coatings and Films KW - Biomaterials KW - Ceramics and Composites PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585250 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.09.242 SN - 2238-7854 VL - 27 SP - 585 EP - 599 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-58525 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bock, Robert A1 - Mair, Georg W. A1 - Tiebe, Carlo A1 - Melzer, Michael A1 - Klaus, Christian A1 - Nattuveettil, Keerthana A1 - Engel, Thomas A1 - Prager, Jens T1 - Eine digitale QI für technische Anlagen: Beispiel Wasserstofftankstelle (H2) N2 - Mit der Initiative QI-Digital werden völlig neue Perspektiven für das Sicherheitsmanagement und die Qualitätssicherung technischer Anlagen erschaffen. Unsere Forschung im Kontext einer Wasserstofftankstelle zeigt, wie digitale Innovationen und Verfahren die Herausforderungen effizienter und verlässlicher Qualitätssicherung für komplexe Anlagen bewältigen können. In diesem Vortrag werden Potentiale und Beispiele der digitalen QI für technische Anlagen demonstriert und diskutiert: Moderne Anlagenüberwachung mit digitalen Zwillingen und KI sowie Kalibriermanagement mithilfe digitaler Kalibrierscheine und elektronischem Siegel. T2 - 2. QI Digital Forum CY - Berlin, Germany DA - 10.10.2023 KW - Wasserstoff KW - Sensorik KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Digitalisierung KW - Druckspeicher KW - Verwaltungsschale PY - 2023 AN - OPUS4-58599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bock, Robert T1 - Pilotprojekt Wasserstofftankstelle - Session 2: Verlässliche Wassertofftankstellen N2 - Was ist QI? Qualitätsinfrastruktur – Das Zusammenwirken von nationalen Institutionen im Bereich der Metrologie, Normung und Standardisierung, Akkreditierung, Konformitätsbewertung und Marktüberwachung, mit dem Ziel die Qualitätssicherung bei Produkten und Prozessen in Deutschland zu gewährleisten. Unser Ziel ist es, unsere bewährte Qualitätsinfrastruktur (QI) noch besser zu machen und so einen Beitrag zur Lösung von sozioökonomischen, ökologischen und technologischen Herausforderungen unserer Zeit zu leisten. Eine der bedeutendsten technologischen Herausforderungen unserer Zeit ist die Digitalisierung. Die zentralen Akteure der deutschen QI wollen diese digitalisieren. Beteiligte Institutionen sind aktuell BAM (Konformitätsbewertungen in bestimmten Bereichen), DAKKS (Akkreditierung), DIN/DKE (Normung), PTB (Metrologie). Wir wollen also ein Reallabor errichten, das die Wertschöpfungskette einer Tankstelle abbildet, also eine Wasserstofftankstelle beinhaltet, die dann mit erweiterter Sensorik ausgestattet werden soll. Somit sollen digitale Prozesse abgebildet werden können sowie sensorgestützte Verfahren zur qualitätsgesicherten Datenerfassung und -auswertung genutzt werden. Diese gesammelten Daten sollen dann in eine Dateninfrastruktur eingehen und mithilfe eines Datenmanagementsystems sowie künstlicher Intelligenz in einem Digitalen Zwilling zusammenlaufen, der die digitale Prozessüberwachung der Sicherheit möglich macht. Schließlich sollen die in QI Digital entwickelten digitalen Strukturelemente der QI erprobt werden, insbesondere die QI Cloud, Smart Standards und digitalen Zertifikate. Im Zusammenspiel ermöglicht das unter anderem die Entwicklung von Predictive Maintenance Verfahren für: 1. die Optimierung von Wartungszyklen und Minimierung von Ausfallzeiten Erhöhung der Betriebssicherheit durch frühzeitige Identifikation kritischer Zustände im Gesamtsystem 2. Entwicklung verlässlicher Qualitäts- und Sicherheitsstandards  3. Digital-gestützte Risikobeurteilung und Konformitätsbewertung Die im Pilotprojekte betrachteten Sicherheitsaspekte sind also zusammenfassbar als: a) Auswirkungsbetrachtungen bei möglichen Fehlfunktionen oder Defekten b) Die genannte vorrauschauende Instandhaltung und damit verbundene Lebensdauerprognose, die in Kombination eine bessere allgemeine Verfügbarkeit garantieren sollen Als Grundlage hierfür benötigen wir aber Änderungen im Bereich der technischen Regeln und Normen, um die neuen digitalen Werkzeuge zuzulassen und nutzbar zu machen. T2 - QI Forum 2022 CY - Berlin, Germany DA - 11.10.2022 KW - Wasserstoff KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Digitalisierung PY - 2022 AN - OPUS4-61356 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Orellana Pérez, Teresa T1 - QI Digital Use Case Hydrogen Refueling Station N2 - BAM is part of the “Quality Infrastructure Digital” (QI Digital) initiative of the German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action (BMWK). This initiative aims at coordinating a large cooperation project, “QI Digital” for making German and European quality management systems fit for the digital transformation. It is a fact that the digitization of new products and services is occurring much faster than quality management systems can be accordingly updated. Thus, the digital transformation of quality management is necessary to preserve the competitiveness of the German and European industries that stand for quality and safety in the global market. The Use Case “Reliable Hydrogen Refueling Station” of QI Digital aims at creating new solutions that are transferable to other technical systems and at further developing standards and technical rules as a contribution to technology transfer and innovation. T2 - 4th German-Korean Hydrogen Conference CY - Seoul, Republic of Korea DA - 31.10.2023 KW - Hydrogen refueling station KW - Digital quality infrastructure PY - 2023 AN - OPUS4-59303 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bock, Robert A1 - Mair, Georg W. T1 - Pilotprojekt "Verlässliche Wasserstofftechnologie" - Beispielanwendung für eine technische Anlage N2 - Kurzvorstellung des Pilotprojektes Verlässliche Wasserstofftechnologie in QI Digital. Anwendung der QI Digital Werkzeuge an einer technischen Anlage beispielhaft gezeigt anhand von sechs im Projekt entwickelten Demonstratoren. Unser erklärtes Ziel ist die Unterstützung des Markthochlaufs von Wasserstofftechnologien durch Digitalisierung der QI. Bei der Qualitätsinfrastruktur von technischen Anlagen geht es vor allem die Themen QI Dokumentation und Zugänglichkeit, Verfügbarkeit der Anlage und Informationen darüber, sowie Inspektionszyklen mit zeitaufwändigen und teuren manuellen Prüfungen. Mit dem Übergang zu einer digitalen QI streben wir hier an, eine kontinuierliche Überwachung des momentanen Gesundheitszustandes der Anlage und automatisierter Dokumentation hierüber, die fälschungssicher und vertraulich zugänglich gemacht werden kann, zu erreichen. Hierzu sollen die im Gesamtprojekt entwickelten QI Digital Werkzeuge zum Einsatz kommen. T2 - QI Forum 2024 CY - Berlin, Germany DA - 09.10.2024 KW - Wasserstoff KW - Qualitätsinfrastruktur KW - Digitalisierung PY - 2024 AN - OPUS4-61354 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kehr, Torsten T1 - Project QI-Digital - Quo vadis Use Case H2 Refueling Station? N2 - As a part of the QI-Digital cooperation project, BAM is setting up a hydrogen refuelling station research platform at the Test site for Technical Safety in Horstwalde. Based on this platform, BAM intends to develop, to test and to optimize new measurement techniques as well as data acquisition and processing methods for hydrogen refuelling stations and their periphery in close cooperation with partners from the quality infrastructure and industry. The presentation will introduce the hydrogen refuelling station use case and provide insights into the issues and research goals of the associated subprojects. T2 - H2-Colloquium of the Competence Centre „H2SAFETY@BAM” CY - Online meeting DA - 16.02.2022 KW - Hydrogen KW - Safety KW - QI-Digital PY - 2022 AN - OPUS4-54361 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mair, Georg W. T1 - Aspekte einer digitalen Lebenslaufakte (Impulsvortrag) N2 - Durch Einsatz neuer Technologien im Transport von komprimiertem Wasserstoff konnte eine Verdreifachung des Nutzlastverhältnisses erreicht werden. Diese neuen Speicher auf den Transportfahrzeugen müssten aber anders auf ihre Sicherheit überprüft werden, als dies heute gefordert wird. Mit dem Markthochlauf Wasserstoff vervielfacht sich zudem die Anzahl der Transporteinheiten. Da sich im Zuge der neuen H2-Transportfahrzeuge aber auch die Anzahl der einzelnen Speicher pro Fahrzeug etwa verzwanzigfacht hat, kommen die Kapazitäten für die erforderliche wiederkehrende Prüfung an ihre Grenzen. Dies könnte evtl. durch eine entsprechende Erhöhung der Prüfkapazitäten gelöst werden. Da dies aber weder praktisch machbar ist noch technisch wirklich sinnvoll, müssen alternative Ansätze z.B. durch digital erfasste zerstörungsfreie Prüfkonzepte gesucht werden. Hierzu bedarf es aber einer Lebenslaufakte, die beginnend von der Definition einer Bauweise über die Baumusterprüfung, Zulassung, Herstellung, erstmalige Prüfung, Verwendung und wiederkehrenden oder begleitenden Prüfungen bis zum Verschrotten alle Daten erfassen und verwalten kann. Eine solche Lebenslaufakte könnte auch als eine Art digitaler Produktpass (DPP) verstanden werden. T2 - QI-digital Forum 2023 CY - Berlin, Germany DA - 10.10.2023 KW - Wasserstoffspeicher KW - Lebenslaufakte KW - Digitaler Produktpass DPP KW - Wiederkehrende Prüfung KW - Lebensdauerüberwachung PY - 2023 AN - OPUS4-58559 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tiebe, Carlo T1 - Error prevention, damage prevention, and safety management in hydrogen technologies N2 - This tutorial presents requirements and properties of sensor systems and shows application examples of these technologies for safety and process control for hydrogen technologies. Sensor systems are widely used in hydrogen technologies. The focus is on gas sensors as well as sensors for pressure, temperature, and gas flow. These systems are applied, among other things, for monitoring and control of operating conditions, indication of hazardous conditions and triggering of alarms. To integrate the error avoidance and loss prevention strategy into hydrogen technologies. This includes the implementation of preventive measures as elements of safety management to identify and eliminate potential sources of error. In addition, training should be specifically focused on avoiding errors and the safe use of hydrogen technologies. A well-thought-out strategy for error prevention makes a significant contribution to preventing accidents and increasing overall safety when using hydrogen. T2 - Sensor and Measurement Science International (SMSI) CY - Nuremberg, Germany DA - 06.05.2025 KW - Hydrogen KW - Safety Management KW - Gas Sensors KW - Performance Testing PY - 2025 AN - OPUS4-63280 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Flege, J. I. T1 - BTU-BAM Graduate School “Trustworthy Hydrogen” N2 - Beim Online-Meeting des Wasserstoffnetzwerks Lausitz mit dem Titel "Wirtschaft trifft Wissenschaft und Forschung" wurde die BTU-BAM-Graduiertenschule Trustworthy Hydrogen vorgestellt. Es handelt sich um die erste Graduiertenschule in Deutschland, die sich mit der Vertrauenswürdigkeit von Wasserstoff beschäftigt und die einzigartigen Kompetenzen von BAM und BTU zur Ausbildung der nächsten Generation von interdisziplinären Wasserstoff-Wissenschaftlern bündelt. N2 - The BTU-BAM graduate school Trustworthy Hydrogen was presented at the online meeting of the Lausitz Hydrogen Network entitled "Business meets Science and Research". It is the first graduate school in Germany to focus on the trustworthiness of hydrogen and combines the unique competencies of BAM and BTU to train the next generation of interdisciplinary hydrogen scientists. T2 - Lausitzer Netzwerktreffen DurcH2atmen "Wirtschaft trifft Wissenschaft und Forschung" " CY - Online meeting DA - 22.11.2022 KW - H2Safety@BAM KW - Graduate School KW - Trustworthy Hydrogen KW - Graduiertenkolleg PY - 2022 AN - OPUS4-56443 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Competence Centre H2Safety@BAM N2 - Deutschland hat mit verschiedenen Ländern Energiepartnerschaften geschlossen, darunter auch mit Japan. Im Rahmen des 3. Treffens der Wasserstoff-Arbeitsgruppe wurde das strategische Vorgehen beider Länder zu Entwicklungen von Wasserstoffrichtlinien, Zertifizierung und Sicherheit vorgestellt und diskutiert. Die BAM hat in einem Vortrag wichtige Themen aus dem Bereich der Sicherheitsforschung sowie zu sicherheitstechnischen Fragestellungen über die Wertschöpfungskette vorgestellt. Außerdem wurde das Arbeitsprogramm und ausgewählte Projekte des Kompetenzzentrums H2Safety@BAM vorgestellt. N2 - Germany has concluded energy partnerships with various countries, including Japan. During the 3rd meeting of the Hydrogen Working Group, the strategic approach of both countries on developments of hydrogen guidelines, certification and safety was presented and discussed. BAM gave a presentation on important topics in the field of safety research and on safety-related issues along the value chain. Furthermore, the work program and selected projects of the competence center H2Safety@BAM were presented. T2 - 3rd Meeting of the Hydrogen Working Group - Japanese-German Energy Partnership CY - Berlin, Germany DA - 27.02.2023 KW - Hydrogen KW - Japanese-German energy partnership KW - Safety KW - H2Safety@BAM PY - 2023 AN - OPUS4-57126 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Offene Fragestellungen bei der Sicherheit von H2-Anwendungen aus Sicht der BAM N2 - Um die Energiewende voranzubringen, wird neben dem Ausbau der Erneuerbaren Energien ein schneller Markthochlauf bei Wasserstoff-Erzeugung, Transport und Anwendung angestrebt. Dieser Markthochlauf geht derzeit insbesondere einher mit Fragen der Wirtschaftlichkeit und der Umsetzung einer Serienfertigung von Elektrolyseuren. Bei Fragen der Sicherheit wird üblicherweise auf das bestehende Regelwerk verwiesen. Da der Umgang mit Wasserstoff und die Technologien zur Wasserstoff- Erzeugung nicht neu sind, geht man davon aus, dass durch die Einhaltung der bestehenden Regelwerke die Anlagen ausreichend sicher sind. Aber ist das wirklich so? Decken die bestehenden technischen Regelwerke alle derzeitigen Entwicklungen im Zusammenhang mit der Wasserstofferzeugung und -nutzung in allen notwendigen Facetten ab, um die Sicherheit zu gewährleisten? Der Experten-Workshop soll die Möglichkeit bieten, sich über die Sicherheit bei Wasserstofferzeugung und -nutzung auszutauschen sowie offene Fragestellungen und Lücken im Regelwerk zu identifizieren. Hierzu sind sowohl Impulsvorträge als auch ein offener Austausch mit allen Teilnehmenden geplant. T2 - GRS-Online-Workshop Wasserstoffsicherheit CY - Online meeting DA - 06.07.2023 KW - H2Safety@BAM KW - Wasserstoffsicherheit KW - Regelwerke PY - 2023 AN - OPUS4-57908 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Forschungsnetzwerk Wasserstoff N2 - Die BAM beteiligt sich sehr aktiv am Forschungsnetzwerk Wasserstoff, eines von neun Forschungsnetzwerken Energie der Bundesregierung. Der Vortragende ist Sprecher des Cluster IV "Sicherheit, Akzeptanz und nachhaltige Markteinführung" vom Forschungsnetzwerk und wurde vom Geschäftsführer des Center of Safety Excellence GmbH gebeten, die aktuellen Forschungsbedarfe des Netzwerkes, die in der Expertenempfehlung 2023 dem BMWK übermittelt wurden, vorzustellen. T2 - Beiratssitzung des Center of Safety Excellence GmbH CY - Online meeting DA - 20.04.2023 KW - H2Safety@BAM KW - Forschungsnetzwerk Wasserstoff KW - Forschungsbedarfe KW - Sicherheit PY - 2023 AN - OPUS4-57373 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hörmann, Anja Franziska T1 - (Grazing Incidence) Small-angle X-ray Scattering for STOP N2 - We remind project partners of the principles of SAXS, GISAXS and X-ray reflectivity and their applicability to the antimicrobial particles and coatings developed within the STOP project. T2 - M25 project meeting: Surface Transfer of Pathogens (STOP) CY - Bucharest, Romania DA - 19.09.2024 KW - X-ray Scattering KW - Nanomaterial PY - 2024 AN - OPUS4-62774 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Hydrogen - Safety of Energy Carriers N2 - Eine sichere Versorgung mit Energie stellt für moderne Industriegesellschaften eine elementare Grundvoraussetzung dar. Inwieweit in Deutschland die Energiewende im Sinne von zum Beispiel Energiepolitik, Förderung aber auch gesellschaftlicher Entwicklung gestaltet wird, wurde im Rahmen der 12. Wildauer Wissenschaftswoche diskutiert. Die BAM hat einen Beitrag zum Thema Sicherheit von Energieträgern beigetragen und das Kompetenzzentrum H2Safety@BAM vorgestellt. N2 - A safe supply of energy is a fundamental prerequisite for modern industrial societies. The extent to which the energy turnaround is being shaped in Germany in terms of, for example, energy policy, promotion, but also social development was discussed during the 12th Wildau Science Week. BAM contributed to the topic of safety of energy sources and presented the competence center H2Safety@BAM. T2 - 12. Wildauer Wissenschaftswoche CY - Wildau, Germany DA - 27.02.2023 KW - Hydrogen KW - Safety KW - H2Safety@BAM PY - 2023 AN - OPUS4-57125 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -