TY - JOUR A1 - Otto, Pascal A1 - Alipoursarbani, Mozhdeh A1 - Torrent, Daniel A1 - Latorre-Pérez, Adriel A1 - Paust, Thomas A1 - Albert, Alfred A1 - Abendroth, Christian T1 - Microbiome characterization after aerobic digestate reactivation of anaerobically digested sewage sludge T1 - Mikrobiomcharakterisierung nach aerober Gärrestreaktivierung von anaerob vergärtem Klärschlamm N2 - A demonstrator plant of a recently patented process for improved sludge degradation has been implemented on a municipal scale. In a 1500 m3 sewage sludge digester, an intermediary stage with aerobic sewage sludge reactivation was implemented. This oxic activation increased the biogas yield by up to 55% with a 25% reduction of the remaining fermentation residue volume. Furthermore, this process allowed an NH4-N removal of over 90%. Additionally, 16S rRNA gene amplicon high-throughput sequencing of the reactivated digestate showed a reduced number of methane-forming archaea compared to the main digester. Multiple ammonium-oxidizing bacteria were detected. This includes multiple genera belonging to the family Chitinophagaceae (the highest values reached 18.8% of the DNA sequences) as well as a small amount of the genus Candidatus nitrosoglobus (<0.3%). In summary, the process described here provides an economically viable method to eliminate nitrogen from sewage sludge while achieving higher biogas yields and fewer potential pathogens in the residuals. N2 - Eine Demonstrationsanlage eines kürzlich patentierten Verfahrens zur verbesserten Schlammzersetzung wurde im kommunalen Maßstab umgesetzt. In einem 1500 m3 Klärschlammfaulbehälter wurde eine Zwischenstufe mit aerober Klärschlammreaktivierung implementiert. Diese oxische Aktivierung steigerte die Biogasausbeute um bis zu 55 % bei einer Reduzierung des verbleibenden Gärrestvolumens um 25 %. Darüber hinaus ermöglichte dieser Prozess eine NH4-N-Entfernung von über 90 %. Weiterhin zeigte die 16S-rRNA-Gen-Amplikon-Hochdurchsatzsequenzierung des reaktivierten Gärrestes eine geringere Anzahl methanbildender Archaeen im Vergleich zum Hauptfermenter. Es wurden mehrere Ammonium-oxidierende Bakterien nachgewiesen. Dazu gehören mehrere Gattungen der Familie Chitinophagaceae (die höchsten Werte erreichten 18,8 % der DNA-Sequenzen) sowie eine kleine Menge der Gattung Candidatus nitrosoglobus (<0,3 %). Zusammenfassend stellt das hier beschriebene Verfahren eine wirtschaftlich sinnvolle Methode dar, um Stickstoff aus Klärschlamm zu eliminieren und gleichzeitig höhere Biogasausbeuten und weniger potenzielle Krankheitserreger in den Reststoffen zu erzielen. KW - Anaerobic digestion KW - Anaerobic microbiomes KW - Aerobic sludge activation KW - 16S rRNA sequencing KW - Water treatment KW - Belebtschlammverfahren KW - Schlammfaulung KW - Mikroorganismus KW - Gärung KW - Biogas KW - Stickstoff-Elimination KW - Anaerobe Vergärung KW - Anaerobe Mikrobiome KW - Aerobe Schlammaktivierung KW - 16S-rRNA-Sequenzierung KW - Wasserversorgung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/fermentation9050471 ER - TY - CHAP A1 - Lengenfeld, Jonas T1 - The complex masonry of the Schönburg Castle Keep chimney system (1201 CE) in the context of contemporary examples T1 - Die komplexe Steinplanung im Kaminsystem des Bergfriedes der Schönburg bei Naumburg (1201 n.Chr.) im Kontext zeitgenössischer Vergleiche N2 - High Medieval chimneys, although often the focal point of contemporary representative buildings, are rarely a topic of construction history. More often they appear in art or architectural history where they are discussed regarding their style and ornamentation. It is however worthwhile to examine these important representative objects with the tools of the construction historian. In them, we can find important information regarding the contemporary craftsmanship and skills. Based on extensive firsthand examinations and building archaeology this paper aims to discuss the planning and building process of the highly complex cut-stone chimney system in the keep of Schönburg Castle (1201 CE) using new methods of reverse engineering. N2 - Obgleich hochmittelalterliche Kamine oft eine zentrale Stellung in zeitgenössischen repräsentativen Bauten einnehmen sind sie nur selten Thema der Bautechnikgeschichte. Häufiger sind sie Thema der Kunst und Architekturgeschichte welche sich auf Ihre Gestaltung und Ornamentik konzentriert. Es ist jedoch aufschlussreich diese wichtigen Repräsentationsobjekte mit den Mitteln der historischen Bauforschung zu betrachten da Sie uns Informationen zu den zeitgenössischen Fähigkeiten und Techniken offenbaren. Basierend auf ausführlichen bauforscherischen Untersuchungen bespricht diese Arbeit den Bau und Konstruktionsprozess des hochkomplexen Werksteinkaminsystems im Bergfried der Schönburg bei Naumburg unter Verwendung neuer Methoden des reverse engineerings. KW - Chimney KW - Medieval KW - Reverse engineering KW - Building archaeology KW - Kamin KW - Mittelalter KW - Bauforschung KW - Schönburg KW - Werkstein KW - Schönburg Naumburg, Saale KW - Kamin KW - Geschichte Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-59801 N1 - Autorenmanuskript, erschienen in: Timber and building construction : proceedings of the ninth annual conference of the Construction History Society / Construction History Society (Editor). - Cambridge : Construction History Society, 2022. - S. 23-38 ER - TY - CHAP A1 - Javed, Abdul Rehman A1 - Scheytt, J. Christoph A1 - Bamidi, Eswara Rao A1 - Kallfass, Ingmar A1 - Krishnegowda, Karthik A1 - Kraemer, Rolf T1 - Real100G.COM T1 - Real100G.COM T2 - Wireless 100 Gbps and beyond : architectures, approaches and findings of German Research Foundation (DFG) Priority Programme SPP1655 N2 - In 2012 a group of researchers proposed a basic research initiative to the German Research Foundation (DFG) as a special priority project (SPP) with the name: Wireless 100 Gbps and beyond. The main goal of this initiative was the investigation of architectures, technologies and methods to go well beyond the state of the art. The target of 100 Gbps was set far away from the (at that time) achievable 1 Gbps such that it was not possible to achieve promising results just by tuning some parameters. We wanted to find breakthrough solutions. When we started the work on the proposal we discussed the challenges to be addressed in order to advancing the wireless communication speed significantly. Having the fundamental Shannon boundary in mind we discussed how to achieve the 100 Gbps speed. N2 - Angesichts der rapiden Entwicklung der Funkkommunikation hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Jahr 2012 ein Schwerpunktprogramm mit dem Titel "Wireless 100 Gbps and beyound" (dt.: Drahtloskommunikation mit 100 Gbps und mehr) gestartet. Diese Initiative zielte auf neue Lösungen, Methoden und neues Wissen zur Lösung des Problems des kontinuierlichen Bedarfs an immer höheren Datenraten im Bereich der Funkkommunikation. Eine international besetze Jury hat etliche Projektvorschläge evaluiert, aus denen 11 Projekte ausgewählt und über zweimal 3 Jahre von Mitte 2013 bis Mitte 2019 gefördert wurden. Das vorliegende Buch versammelt die Ansätze, Architekturen und Erkenntnisse der Projekte. Es überspannt einen breiten Themenbereich, angefangen mit speziellen Fragen der physikalischen Übertragung, des Antennendesigns und der HF-Eingangs-Architekturen für unterschiedliche Frequenzbereiche bis 240 GHz. Darüber hinaus beschreibt das Buch Ansätze für Ultra-Hochgeschwindigkeits-Funksysteme, deren Basisbandverarbeitung, Kodierung sowie mögliche Umsetzungen. Nicht zuletzt wurden auch Fragen des Protokolldesigns behandelt, um eine enge Integration in moderne Computersysteme zu erleichtern. KW - 100 Gbps KW - Wireless KW - Drahtlos KW - Real100G.COM KW - PSSS KW - Drahtloses Sensorsystem KW - Hochfrequenztechnik KW - Antenne KW - Terahertzbereich KW - Energieffizienz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5914 SP - 231 EP - 293 ER - TY - JOUR A1 - Bahns, Carolin A1 - Kopkow, Christian T1 - Physiotherapy for patients with hip and knee osteoarthritis in Germany: a survey of current practice T1 - Physiotherapie für Patienten mit Hüft- und Kniearthrose in Deutschland: ein Survey über die derzeitige Versorgung N2 - Osteoarthritis (OA) of the hip and the knee is common and leads to pain, stiffness and disability. Clinical practice guidelines (CPG) provide recommendations to assist healthcare professionals in clinical decision-making. Although evidence-based physiotherapy has been shown to be effective in the management OA, a gap between clinical practice and guideline recommendations exists. Little is known about OA management provided by physiotherapists in Germany and whether treatment aligns with CPGs. The objectives of this study were (1) to investigate the current physiotherapy practice in patients with hip and/or knee OA in Germany, (2) to evaluate physiotherapists’ adherence to guideline recommendations and (3) to explore barriers and facilitators to guideline use. N2 - Arthrose (OA) der Hüfte und des Knies ist weit verbreitet und führt zu Schmerzen, Steifheit und Behinderung. Leitlinien für die klinische Praxis (CPG) enthalten Empfehlungen, die Fachkräfte im Gesundheitswesen bei der klinischen Entscheidungsfindung unterstützen. Obwohl sich die evidenzbasierte Physiotherapie bei der Behandlung von OA als wirksam erwiesen hat, besteht eine Lücke zwischen der klinischen Praxis und den Empfehlungen der Leitlinien. Über die von Physiotherapeuten in Deutschland durchgeführte OA-Behandlung und die Übereinstimmung der Behandlung mit den Leitlinien ist wenig bekannt. Ziel dieser Studie war es, (1) die aktuelle physiotherapeutische Praxis bei Patienten mit Hüft- und/oder Knie-OA in Deutschland zu untersuchen, (2) die Einhaltung von Leitlinienempfehlungen durch Physiotherapeuten zu bewerten und (3) Barrieren und Erleichterungen bei der Anwendung von Leitlinien zu untersuchen. KW - Osteoarthrosis KW - Knee KW - Hip KW - Physical therapy KW - Arthrose KW - Hüftgelenk KW - Knie KW - Osteoarthrose KW - Physikalische Therapie KW - Arthrose KW - Knie KW - Hüfte KW - Physiotherapie Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1186/s12891-023-06464-0 ER - TY - JOUR A1 - Hasanuzzaman, Gazi A1 - Eivazi, Hamidreza A1 - Merbold, Sebastian A1 - Egbers, Christoph A1 - Vinuesa, Ricardo T1 - Enhancement of PIV measurements via physics-informed neural networks T1 - Verbesserung von PIV-Messungen durch physikinformierte neuronale Netze N2 - Physics-informed neural networks (PINN) are machine-learning methods that have been proved to be very successful and effective for solving governing equations of fluid flow. In this work we develop a robust and efficient model within this framework and apply it to a series of two-dimensional three-component (2D3C) stereo particle-image velocimetry datasets, to reconstruct the mean velocity field and correct measurements errors in the data. Within this framework, the PINNsbased model solves the Reynolds-averaged-Navier-Stokes (RANS) equations for zeropressure-gradient turbulent boundary layer (ZPGTBL) without a prior assumption and only taking the data at the PIV domain boundaries. The TBL data has different flow conditions upstream of the measurement location due to the effect of an applied flow control via uniform blowing. The developed PINN model is very robust, adaptable and independent of the upstream flow conditions due to different rates of wall-normal blowing while predicting the mean velocity quantities simultaneously. Hence, this approach enables improving the mean-flow quantities by reducing errors in the PIV data. For comparison, a similar analysis has been applied to numerical data obtained from a spatially-developing ZPGTBL and an adverse-pressure-gradient (APG) TBL over a NACA4412 airfoil geometry. The PINNs-predicted results have less than 1% error in the streamwise velocity and are in excellent agreement with the reference data. This shows that PINNs has potential applicability to shear-driven turbulent flows with different flow histories, which includes experiments and numerical simulations for predicting high-fidelity data. N2 - Physikalisch informierte neuronale Netze (PINN) sind Methoden des maschinellen Lernens, die sich als sehr erfolgreich und effektiv bei der Lösung von Strömungsgleichungen erwiesen haben. In dieser Arbeit entwickeln wir ein robustes und effizientes Modell in diesem Rahmen und wenden es auf eine Reihe von zweidimensionalen Drei-Komponenten-Stereo-Partikel-Bild-Velocimetrie-Datensätzen (2D3C) an, um das mittlere Geschwindigkeitsfeld zu rekonstruieren und Messfehler in den Daten zu korrigieren. In diesem Rahmen löst das PINN-basierte Modell die Reynolds-gemittelten-Navier-Stokes-Gleichungen (RANS) für die turbulente Grenzschicht mit Null-Druckgradienten (ZPGTBL) ohne vorherige Annahmen und nur unter Verwendung der Daten an den PIV-Domänengrenzen. Die TBL-Daten weisen unterschiedliche Strömungsbedingungen stromaufwärts des Messortes auf, was auf die Wirkung einer angewandten Strömungskontrolle durch gleichmäßiges Blasen zurückzuführen ist. Das entwickelte PINN-Modell ist sehr robust, anpassungsfähig und unabhängig von den stromaufwärts gelegenen Strömungsbedingungen aufgrund unterschiedlicher Raten des Wandnormalblasens bei gleichzeitiger Vorhersage der mittleren Geschwindigkeitsgrößen. Daher ermöglicht dieser Ansatz eine Verbesserung der mittleren Strömungsgrößen durch Reduzierung der Fehler in den PIV-Daten. Zum Vergleich wurde eine ähnliche Analyse auf numerische Daten angewandt, die von einer sich räumlich entwickelnden ZPGTBL und einer TBL mit ungünstigem Druckgradienten (APG) über einer NACA4412-Schaufelgeometrie gewonnen wurden. Die von PINNs vorhergesagten Ergebnisse haben einen Fehler von weniger als 1% in der Strömungsgeschwindigkeit und stimmen hervorragend mit den Referenzdaten überein. Dies zeigt, dass PINNs das Potenzial hat KW - Machine learning KW - Particle image velocimetry KW - Turbulent boundary layer KW - Large Eddy Simulation KW - Measurement KW - Maschinelles Lernen KW - Turbulente Grenzschicht KW - Physikalisch informiertes neuronales Netz KW - Messung KW - Turbulente Grenzschicht KW - Neuronales Netz KW - Maschinelles Lernen KW - Particle-Image-Velocimetry Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-6501/aca9eb ER - TY - JOUR A1 - Krishna, Ajay A1 - Schiffer, Johannes A1 - Raisch, Jörg T1 - Distributed secondary frequency control in microgrids : robustness and steady-state performance in the presence of clock drifts T1 - Verteilte Sekundärfrequenzregelung in Mikronetzen : Robustheit und stationäre Leistung in Anwesenheit von Taktdifferenzen N2 - Microgrids are distributed systems with high share of inverter-interfaced renewable energy sources where stable and reliable system operation is realized by suitably controlling the inverters. In this work, we focus on secondary frequency control, which is an important ancillary service provided by the inverters. In the literature on secondary frequency control, the effect of clock drifts has often been neglected. However, clock drifts are practically unavoidable parameter uncertainties in inverter-based microgrids and we show that the most commonly employed distributed secondary frequency controllers exhibit performance deteriorations when taking clock drifts explicitly into consideration. Motivated by this, we propose a novel alternative control law called generalized distributed averaging integral (GDAI) control, which achieves the secondary control objectives of steady-state accurate frequency restoration and proportional power sharing in the presence of clock drifts. In addition, we derive a sufficient tuning criterion in the form of a set of linear matrix inequalities (LMIs) which guarantees robust stability of the closed-loop equilibrium point in the presence of uncertain clock drifts. Finally, our analysis is validated extensively via simulation with comprehensive comparisons to other related distributed control approaches. N2 - Mikronetze sind dezentrale Systeme mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energiequellen, bei denen ein stabiler und zuverlässiger Systembetrieb durch eine geeignete Regelung der Wechselrichter erreicht wird. In dieser Arbeit konzentrieren wir uns auf die sekundäre Frequenzregelung, die eine wichtige Zusatzfunktion der Wechselrichter darstellt. In der Literatur zur Sekundärfrequenzregelung wurde die Auswirkung von Taktdifferenzen oft vernachlässigt. Taktdifferenzen sind jedoch praktisch unvermeidbare Parameterunsicherheiten in umrichterbasierten Mikronetzen, und wir zeigen, dass die am häufigsten eingesetzten verteilten Sekundärfrequenzregler Leistungseinbußen aufweisen, wenn Taktdifferenzen explizit berücksichtigt werden. Aus diesem Grund schlagen wir ein neuartiges, alternatives Regelungsgesetz vor, das als verallgemeinertes verteiltes Mittelwertintegral (GDAI) bezeichnet wird und die sekundären Regelungsziele der genauen Frequenzwiederherstellung im stationären Zustand und der proportionalen Leistungsaufteilung in Anwesenheit von Taktdifferenzen erreicht. Darüber hinaus leiten wir ein hinreichendes Entwurfskriterium der Reglerverstärkungsfaktoren in Form einer Reihe von linearen Matrixungleichungen (LMIs) ab, welches robuste Stabilität des Gleichgewichtspunktes im geschlossenen Regelkreis bei unsicheren Taktschwankungen garantiert. Abschließend wird unsere Analyse durch Simulationen und umfassende Vergleiche mit anderen verwandten dezentralen Regelungsansätzen umfassend validiert. KW - Microgrids KW - Distributed control KW - Consensus algorithms KW - Power systems KW - Secondary frequency control KW - Sekundärfrequenzregelung KW - Mikronetze KW - Robustheit KW - Taktdifferenzen KW - Wechselrichter KW - Microgrid KW - Wechselrichter KW - Taktfrequenz Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.26127/BTUOpen-5969 ER - TY - JOUR A1 - Markova-Nenova, Nonka A1 - Engler, Jan O. A1 - Cord, Anna F. A1 - Wätzold, Frank T1 - Will passive acoustic monitoring make result-based payments more attractive? A cost comparison with human observation for farmland bird monitoring T1 - Wird passives akustisches Monitoring ergebnisorientierte Zahlungen attraktiver machen? Ein Kostenvergleich mit menschlicher Beobachtung für das Monitoring von Vögeln in der Landwirtschaft N2 - Result-based payments (RBPs) reward land users for conservation outcomes and are a promising alternative to standard payments, which are targeted at specific land use measures. A major barrier to the implementation of RBPs, particularly for the conservation of mobile species, is the substantial monitoring cost. Passive acoustic monitoring may offer promising opportunities for low-cost monitoring as an alternative to human observation. We develop a costing framework for comparing human observation and passive acoustic monitoring and apply it to a hypothetical RBP scheme for farmland bird conservation. We consider three different monitoring scenarios: daytime monitoring for the whinchat and the ortolan bunting, nighttime monitoring for the gray partridge and the common quail, and day-and-night monitoring for all four species. We also examine the effect of changes in relevant parameters (such as participating area, travel distance and required monitoring time) on the cost comparison. Our results show that passive acoustic monitoring is still more expensive than human observation for daytime monitoring. In contrast, passive acoustic monitoring has a cost advantage for nighttime as well as day-and-nighttime monitoring in all considered scenarios. N2 - Ergebnisorientierte Zahlungen (RBP) entlohnen Landnutzer für Erhaltungs- und Naturschutzmaßnahmen und sind eine vielversprechende Alternative zu Standardzahlungen, die auf bestimmte Maßnahmen ausgerichtet sind. Ein großes Hindernis für die Umsetzung von RBP, insbesondere für die Erhaltung mobiler Arten, sind die erheblichen Monitoringkosten. Passives akustisches Monitoring kann eine Möglichkeit für kostengünstige Überwachung sein, als Alternative zur Beobachtung. Wir entwickeln einen Kostenrahmen für den Vergleich zwischen menschlicher Beobachtung und passivem akustischen Monitoring und wenden ihn auf ein hypothetisches RBP-Programm zum Schutz von Ackerlandvögeln an. Dabei betrachten wir drei verschiedene Monitoringszenarien: Monitoring bei Tag für Braunkehlchen und Goldammer, Monitoring bei Nacht für Rebhuhn und Wachtel sowie Monitoring bei Tag und Nacht für alle vier Arten. Wir untersuchen auch die Auswirkungen von Änderungen relevanter Parameter (wie z. B. teilnehmende Fläche, Länge der Route und erforderliche Monitoringzeit) auf den Kostenvergleich. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das passive akustische Monitoring bei Tag immer noch teurer ist als die menschliche Beobachtung. Im Gegensatz dazu hat das passive akustische Monitoring in allen betrachteten Szenarien einen Kostenvorteil für das nächtliche sowie das Tag-und-Nacht-Monitoring. KW - Performance-based payments KW - Monitoring costs KW - PAM KW - ARU KW - AudioMoth KW - Monitoringkosten KW - Ergebnishonorierung KW - Naturschutz KW - Landwirtschaft KW - Monitoring KW - Vögel KW - Erfolgshonorar KW - Kostenvergleich Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1111/csp2.13003 ER - TY - JOUR A1 - Frimpong, Bernard Fosu A1 - Koranteng, Addo A1 - Opoku, Fosu Senior T1 - Analysis of urban expansion and its impact on temperature utilising remote sensing and GIS techniques in the Accra metropolis in Ghana (1986–2022) T1 - Analyse der Stadterweiterung und ihrer Auswirkungen auf die Temperatur mit Hilfe von Fernerkundung und GIS-Techniken in der Metropole Accra in Ghana (1986-2022) N2 - The Accra Metropolis of Ghana has experienced rapid urban expansion over the past decades. Agricultural and forest-lands have been transformed into urban/built-up areas. This study analysed urban expansion and its relationship with the temperature of Accra from 1986 to 2022. Multi-source datasets such as remote sensing (RS) and other ancillary data were utilised. Land use land cover (LULC) maps were produced employing the random forests classifier. Land surface temperature (LST) and selected d(RS) Indices were extracted. Regression techniques assessed the interplay between LST and remote sensing indices. The LULC maps revealed increasing trends in the urban/built-up areas at the expense of the other LULC types. The analysis from the LST and the RS indices revealed a direct relationship between temperature and urban/built-up areas and an inverse relationship between temperature and vegetation. Thus, spatial urban expansion has modified the urban temperature of Accra. The integrated utilisation of RS and GIS demonstrated to be an efficient approach for analysing and monitoring urban expansion and its relationship with temperature. N2 - Die Metropole Accra in Ghana hat in den letzten Jahrzehnten eine rasante Ausdehnung des Stadtgebietes erlebt. Landwirtschaftliche Flächen und Waldgebiete wurden in städtische/bebaute Gebiete umgewandelt. Diese Studie untersuchte die städtische Expansion und ihre Beziehung zur Temperatur in Accra von 1986 bis 2022. Es wurden Daten aus mehreren Quellen wie Fernerkundung (Remote Sensing, RS) und andere Zusatzdaten verwendet. Landnutzungs- und Landbedeckungskarten (Land Use Land Cover, LULC) wurden mit Hilfe des Random-Forest-Klassifikators erstellt. Landoberflächentemperatur (Land Surface Temperature, LST) und ausgewählte d(RS)-Indizes wurden extrahiert. Mit Regressionstechniken wurde das Zusammenspiel zwischen LST und Fernerkundungsindizes untersucht. Die LULC-Karten zeigten zunehmende Trends in den städtischen/bebauten Gebieten auf Kosten der anderen LULC-Typen. Die Analyse der LST- und RS-Indizes ergab eine direkte Beziehung zwischen Temperatur und städtischen/bebauten Gebieten und eine umgekehrte Beziehung zwischen Temperatur und Vegetation. Somit hat die räumliche Ausdehnung der Städte die städtische Temperatur in Accra verändert. Die integrierte Nutzung von RS und GIS erwies sich als effizienter Ansatz für die Analyse und Überwachung der städtischen Expansion und ihrer Beziehung zur Temperatur. KW - Urban expansion KW - Change detection KW - Land use land cover KW - Regression KW - Remote sensing KW - Städtische Expansion KW - Erkennung von Veränderungen KW - Landnutzung Landbedeckung KW - Temperatur KW - Fernerkundung KW - Accra KW - Stadt KW - Expansion KW - Landnutzung KW - Temperatur KW - Fernerkundung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1007/s42452-023-05439-z ER - TY - JOUR A1 - König, Paul A1 - Sharma, Dikshant A1 - Konda, Karunakar Reddy A1 - Xie, Tianxiao A1 - Höschler, Klaus T1 - Comprehensive review on cooling of permanent magnet synchronous motors and their qualitative assessment for aerospace applications T1 - Umfassender Überblick über die Kühlung von Permanentmagnet-Synchronmotoren und ihre qualitative Bewertung für Luft- und Raumfahrtanwendungen N2 - The permanent magnet synchronous motor (PMSM) can be a suitable candidate for electrified propulsion in aviation. Despite the very high efficiency, heat dissipation during operation leads to performance limitations. Elevated temperatures in the electrical insulations and the magnets pose a potential safety risk that must be reduced by selective cooling. A comprehensive review is conducted to capture current research interests in cooling methods in PMSM. Cooling methods are described according to their heat transfer mechanism, grouped, and assigned to the components within the motor. Key findings of the literature reviewed are described in the context of PMSM cooling. Information on cooling media and potential combinations of cooling methods in components is gathered. Assessment parameters such as safety, weight, effectiveness, integrability, complexity and cost are defined to enable a subsequent qualitative analysis for six selected cooling methods. A point-weighted evaluation approach, according to VDI 2225, was applied to identify the most promising cooling approach for successful implementation in aviation. N2 - Der Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) ist ein geeigneter Kandidat für elektrifizierte Antriebe in der Luftfahrt. Trotz des sehr hohen Wirkungsgrades führt die Abwärme während des Betriebs zu Leistungseinschränkungen. Erhöhte Temperaturen in den elektrischen Isolierungen und den Permanentmagneten stellen ein potenzielles Sicherheitsrisiko dar, das durch gezielte Kühlung reduziert werden muss. Ein umfassender Überblick über die aktuellen Forschungsaktivitäten im Bereich der Kühlungsmethoden für PMSM wird vorgestellt. Die Kühlungsmethoden werden nach ihrem Wärmeübertragungsmechanismus beschrieben, gruppiert und den Komponenten innerhalb des Motors zugeordnet. Die wichtigsten Ergebnisse der gesichteten Literatur werden im Zusammenhang mit der PMSM-Kühlung beschrieben. Es werden Informationen über Kühlmedien und mögliche Kombinationen von Kühlmethoden in Komponenten gesammelt. Bewertungsparameter wie Sicherheit, Gewicht, Effektivität, Integrierbarkeit, Komplexität und Kosten werden definiert, um anschließend eine qualitative Analyse für sechs ausgewählte Kühlmethoden zu ermöglichen. Ein punktgewichteter Bewertungsansatz nach VDI 2225 wurde verwendet, um den vielversprechendsten Kühlungsansatz für eine erfolgreiche Umsetzung in der Luftfahrt zu identifizieren. KW - Electrical machines KW - Electric aviation KW - Motor cooling KW - PMSM KW - Thermal management KW - Elektrische Luftfahrt KW - Elektrische Maschinen KW - Motorkühlung KW - Wärmemanagement KW - Luftfahrt KW - Raumfahrt KW - Elektroantrieb KW - Dauermagneterregter Synchronmotor KW - Kühlung Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/en16227524 ER - TY - JOUR A1 - Langner, Thomas A1 - Sieber, Tim A1 - Rietig, Anja A1 - Acker, Jörg T1 - A phenomenological and quantitative view on the degradation of positive electrodes from spent lithium-ion batteries in humid atmosphere T1 - Ein phänomenologischer und quantitativer Blick auf die Degradation von positiven Elektroden aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien in feuchter Atmosphäre N2 - The present study deals with the phenomenological observation of the corrosion of the positive electrode foil of lithium-ion batteries containing LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NMC) as cathode material. Due to the presence of moisture, localized water accumulation is formed on the NMC surface. The water absorbed by the electrolyte reacts with the NMC under Li+/H+ exchange and the resulting pH increase leads to dissolution of the carrier foil and characteristic salt-like blooms on the NMC surface. With the increase in the relative area occupied by the holes in the aluminum foil per time, a sufficiently suitable parameter was found with which to quantitatively determine the extent of corrosion. The degree of degradation depends on time and ambient humidity. It was shown that functional recycling with the water jet method is no longer applicable for degraded foils, since the mechanical stability of the foils decreases as corrosion progresses. Lithium, aluminum, sulfur and oxygen were detected in the blooms using SEM–EDX and Laser-Induced-Breakdown-Spectroscopy (LIBS). The underlying NMC layer was found to contain mainly aluminum and significantly lower lithium content than the non-degraded material. SEM and Raman microscopy analyses also showed that the active material is also locally degraded and therefore no longer suitable for functional recycling. N2 - Die vorliegende Studie befasst sich mit der phänomenologischen Beobachtung der Korrosion der positiven Elektrodenfolie von Lithium-Ionen-Batterien mit LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NMC) als Kathodenmaterial. Durch das Vorhandensein von Feuchtigkeit kommt es zu einer lokalen Wasseransammlung auf der NMC-Oberfläche. Das vom Elektrolyten absorbierte Wasser reagiert mit dem NMC unter Li+/H+-Austausch und der daraus resultierende pH-Anstieg führt zur Auflösung der Trägerfolie und zu charakteristischen salzartigen Ausblühungen auf der NMC-Oberfläche. Mit der Zunahme der relativen Fläche, die von den Löchern in der Aluminiumfolie pro Zeit eingenommen wird, wurde ein hinreichend geeigneter Parameter gefunden, mit dem sich das Ausmaß der Korrosion quantitativ bestimmen lässt. Der Grad der Degradation hängt von der Zeit und der Umgebungsfeuchtigkeit ab. Es konnte gezeigt werden, dass das Funktionsrecycling mit dem Wasserstrahlverfahren bei degradierten Folien nicht mehr anwendbar ist, da die mechanische Stabilität der Folien mit fortschreitender Korrosion abnimmt. Lithium, Aluminium, Schwefel und Sauerstoff wurden in den Ausblühungen mittels SEM-EDX und Laser-Induced-Breakdown-Spectroscopy (LIBS) nachgewiesen. Es wurde festgestellt, dass die darunter liegende NMC-Schicht hauptsächlich Aluminium und einen deutlich geringeren Lithiumgehalt als das nicht abgebaute Material enthält. REM- und Raman-Mikroskopie-Analysen zeigten außerdem, dass das aktive Material ebenfalls lokal degradiert ist und sich daher nicht mehr für ein funktionelles Recycling eignet. KW - Analytical chemistry Surface chemistry KW - Inorganic chemistry KW - Materials chemistry KW - Process chemistry KW - Materials science KW - Analytische Chemie KW - Anorganische Chemie KW - Werkstoffchemie KW - Werkstoffkunde KW - Chemische Technik KW - Analytische Chemie KW - Lithiumbatterie KW - Elektrodenfolie KW - Korrosion KW - Recycling Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1038/s41598-023-32688-0 ER -