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With the rapid growth of renewable energy sources (RES) in the power generation mix in accordance with the German energy transition policy (‘Energiewende’), fewer baseload coal power plants will be required. Future power generation will be supplied through decentralized power utilities such as off-shore wind parks and also through high operational flexibility of existing conventional coal power units. High operational flexibility means conventional power plants have to increase cyclic operations to cope with feed-ins from variable-RES such as wind and solar.
Unlike medium and peak load power plants that can react quickly to load changes and power ramps, baseload power plants are not suited for such operations. Important technical requirements for flexible operation include among others; frequent start-ups and shut-downs, a minimum downtime, shorter startup time and short operational periods. Baseload coal power plants however do not meet these requirements.
This increased cyclic mode of operation can have severe impacts on vital power plant components such as superheater and reheater tubes resulting in high temperature cyclic oxidation/corrosion especially because these plants were not designed for frequent cyclic operations. To optimize plant operations, minimize material damage and reduce operational and maintenance cost, it is therefore important to understand the oxidation and corrosion risk to plants materials associated with this flexible mode of operation.
In this context, thermochemical modeling in FactSage 6.4ᵀᴹ as well as experimental investigations were carried out. For the experimental investigations, five commercial coal boiler superheater and reheater materials, namely T91, VM12-SHC, TP347-HFG, DMV304 HCu and DMV310 N were exposed for 1000 hours under discontinuous isothermal oxidation conditions and 1000 hours thermo–cyclic oxidation conditions at a metal surface temperature of 650 °C. The synthetic corrosive flue gas consisted of a mixture of CO₂, O₂, SO₂, N₂ and H₂O. The test material samples were partly covered in fly ash to investigate the effect ash deposits on the corrosion and oxidation behavior of the test materials. After exposure metallographic analysis by means of light microscopy and scanning electron microscopy (LOM and SEM–EDS) were carried out to study the oxide morphology and micro–structural properties of the materials. The oxidation kinetics (weight change) results showed significant oxide growth rates (weight gain) under cyclic oxidation conditions especially in the martensitic alloys – T91, VM12-SHC.
Furthermore, metallographic analysis revealed severe oxide spallation in the ash covered sections of these alloys. The austenitic materials (TP374-HFG, DMV310 N) with the exception of DMV304 HCu showed good oxidation behavior with minimal oxide growth both under isothermal and thermal cyclic conditions. However, severe grain boundary attack and internal sulphidation were found in these alloys. DMV310 N showed the best corrosion and oxidation performance. The thermochemical modeling calculations supported the experimental results.
Dieser Tagungsband umfasst Beiträge, die im Rahmen des 5. Forums Agroforstsysteme, welches am 30. November und 1. Dezember in der Kaiserkrone zu Senftenberg (OT Brieske) stattfand, in Form von Vorträgen oder Postern präsentiert bzw. vorgestellt worden. Das Forum fand unter der Schirmherrschaft der Stadt Senftenberg statt und wurde durch die Innovationsgruppe AUFWERTEN (vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt; Förderkennzeichen: 033L129 AN; www.agroforst-info.de) sowie durch das Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg veranstaltet.
Das Forum stand unter der Überschrift „Bäume in der Land(wirt)schaft – von der Theorie in die Praxis“. Vor diesem Hintergrund ist die inhaltliche Vielfalt der Beiträge dieses Tagungsbandes zu verstehen. Diese befassen sich zum Teil mit konkreten wissenschaftlichen Fragestellungen, beleuchten andererseits jedoch auch Aspekte, die vor allem für die Praxis von großer Relevanz sind. Zudem werden in einigen Beiträgen Forschungsprojekte vorgestellt oder Planungsansätze für Agroforstflächen beschrieben.
Chalkopyrite gelten aufgrund ihrer direkten Bandlücke sowie der hohen Absorptions-koeffizienten als vielversprechende Materialien für Absorber in der Dünnschichtsolarzellentechnik. Speziell CuGaSe2 (CGS) mit einer für Kupfer-Chalkopyrite großen Bandlücke von 1.68 eV ist ein für die Photovoltaik interessantes Material in Hinblick auf Tandemsolarzellen mit CuInSe2. Das Grundverständnis der Eigenschaften des CGS-Materialsystems ist daher von entscheidender Bedeutung für effizienzsteigernde Optimierungen für Solarzellen auf Chalkopyrit-Basis.
Mit Hilfe der Molekularstrahlepitaxie wurden einkristalline CGS-Schichten unterschiedlicher Stöchiometrie auf GaAs-Substraten abgeschieden. Die Oberflächenzusammensetzung sowie die Valenzbandstruktur wurden mit Hilfe der Photoelektronen-Spektroskopie bestimmt. Zusätzlich erlaubten die einkristallinen Schichten eine Bestimmung der Periodizität der Oberfläche durch niederenergetische Elektronenstreuung. Dabei konnte eine (4x2) Rekonstruktion der Zinkblende-Ordnung der (001) Fläche für kupferreiche CGS-Schichten nachgewiesen werden. Für kupferarme bis nahstöchiometrische Präparationsbedingungen wurde eine (4x1) Rekonstruktion erhalten. Die (112) Fläche hingegen zeigte für kupferarme Stöchiometrien eine bisher noch nicht nachgewiesene (3x1) Rekonstruktion der Chalkopyrit-Ordnung mit zwei Rotationsdomänen, welche für höhere Cu/Ga Verhältnisse in eine (1x1) Struktur überging. Weiterhin gelang es die bereits für Kupfer-Chalkopyrite bekannte
Cu2-xSe Sekundärphase, welche unter kupferreichen Präparationsbedingungen auftritt, durch einen nachträglichen Heizschritt auf Wachstumstemperatur deutlich abzuschwächen bzw. zu entfernen.
Für die Effizienz der Solarzelle sind die Grenzflächen von Absorber zu Puffer- und Puffer- zu Fensterschicht von besonderer Bedeutung. Die Untersuchung des Heterokontakts von CGS zu ZnO stellt einen weiteren Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit dar. Hierbei stand die Bandanpassung von Chalkopyrit zu ZnO im Vordergrund. Für das Wachstum von ZnO konnte mit Hilfe der Metall-Organischen-MBE auf CuGaSe2 das Auftreten einer dünnen
(1-2 nm) ZnSe-Zwischenschicht nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu CuInSe2 wurde jedoch anstatt eines „Spikes“ in der Leitungsbandanpassung von CGS zu ZnO ein für die Solarzelleneffizienz ungünstiges „Cliff“ gefunden. Letzteres trat unabhängig von der CGS Substratorientierung auf. Mit Hilfe von niederenergetischer Elektronenstreuung gelang für das Wachstum von ZnO auf der (112) CGS Fläche trotz der großen Gitterfehlanpassung von ZnO zu CGS der Nachweis von geordnetem Wachstum. Für das Wachstum von ZnO auf CGS (001) wurde polykristallines Wachstum beobachtet.
Aufgrund der nicht optimalen Bandanpassung zum CGS scheint ZnO zusammen mit ZnSe als Pufferschicht kein geeignetes Fenstermaterial für dieses Kupfer-Chalkopyrit zu sein. Damit ist eine mögliche Erklärung für den, im Vergleich zu CuInSe2 basierten Zellen, geringen Wirkungsgrad von CGS Solarzellen gefunden.
The thesis addresses the design of monolithically integrated radio frequency amplifiers for X-band applications. The focus is on low-voltage low-noise amplifiers and efficient power amplifiers with high output power level. The challenge here is to realize stable amplifiers with remarkable performance metrics at low supply voltages. The general approach for stabilization amplifiers in the above frequency range is the use of a cascode topology which, however, requests higher supply voltages then single transistor operation. By using a special passive frequency-selective feedback, the use of the cascode topology could be avoided, and the amplifiers are stabilized over the entire frequency spectrum. Simultaneously, this feedback is used to neutralize the intrinsic feedback of the transistor at operating frequencies. As a result, a frequency dependent performance degeneration of the transistor can be mitigated.
This work describes the influence of the passive frequency-selective feedback. Its usage as well its limitation are explained using the examples of a realized low noise amplifier and different power amplifiers. Further, the design of radio frequency amplifiers at X-band frequencies that employs silicon-germanium heterojunction bipolar transistors is described. All amplifiers were either incorporated in a 0.25 µm SiGe:C BiCMOS technology or in a 0.35 µm SiGe:C bipolar technology. The main achievements of this work include:
- A 8.7 GHz narrow-band low noise amplifier incorporated in a 0.35 µm SiGe bipolar technology. The noise figure is 2.2 dB and the gain 28 dB at a supply voltage of 3 V. The low noise amplifier was subsequently used for a design of a double-balanced I/Q mixer.
- Two packaged high efficient power amplifiers operating at a center frequency of 12 GHz. They are incorporated in a 0.35 µm SiGe bipolar technology. One amplifier uses a transformer-based output matching network and achieves 30.9 % of power-added efficiency and 23.9 dBm of maximum output power at a supply voltage of 1.8 V. The second amplifier utilizes an LC-balun for impedance matching at the output and a power-added-efficiency of 38 % at 1.8 V is measured. The maximum output power was 23.4 dBm.
- A power amplifier in a 0.35 µm SiGe bipolar technology that uses power combining techniques to achieve 30 dBm (1 W) and 30 % of power-added efficiency at 10 GHz and 2 V supply voltage.
- Two power amplifiers, incorporated in a 0.25 µm SiGe:C BiCMOS technology, demonstrating the capability of a non-advanced SiGe process to be used for radio frequency power applications. Power combining techniques, the use of the passive frequency-selective feedback and layout optimization enables the realization of power amplifiers which exhibit an output power of 30 dBm and a power-added efficiency of 35 % at supply voltages lower as 2.6 V.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob die Nutzung von Algorithmen im Rahmen von Big Data das Personalwesen in Großunternehmen verbessern kann.
Um die beschriebene Problemstellung sowie die ersten Erkenntnisse mit Praxisbeispielen zu belegen, werden Experteninterviews aus drei Unternehmen geführt.
Zunächst werden die Unternehmen sowie die ExpertInnen charakterisiert und verglichen. Dies bildet die Grundlage für eine anschließende Auswertung der Aussagen, da Unterschiede und Gemeinsamkeiten betrachtet werden können. Ziel der empirischen Forschung ist die Beurteilung der Effizienz des Personalwesens durch die Nutzung von Big Data.
Im Rahmen dieser Untersuchung wurden insbesondere die Wechselbeziehungen zwischen dem Konzept des Universellen Designs im Wohnungsbau und der Gebäudeflexibilität analysiert, mit der Absicht festzustellen, was ein Gebäude grundsätzlich ausmachen muss, das einerseits auf die Veränderungen in den Lebens- und Wohngewohnheiten der Menschen reagieren sollte und andererseits die Prinzipien des Universellen Designs berücksichtigen muss. Darüber hinaus wurde mit der vorliegenden Forschungsarbeit versucht, die Informationslücken zum Thema des Universellen Designs im Wohnungsbau zu schließen und kritisch zu hinterfragen. Die gewonnenen Erkenntnisse dieser Arbeit sowie die Auswertung der Ergebnisse bei der Auswahl der untersuchten Fallbeispiele erlauben Rückschlüsse auf die Bedürfnisse der Menschen im Zusammenhang mit ihrer Wohnung bzw. ihrem Haus und werden dazu beitragen, Wohnungen zu schaffen, die den Wünschen ihrer Bewohner immer mehr entsprechen. Das vornehmliche Ziel dieser Untersuchung ist die Erarbeitung eines methodischen Standards zur Optimierung des Konzeptes des Universellen Designs. Ein wesentlicher Bestandteil stellt dabei die Entwicklung einer Evaluierungsmethode dar, die bisher als einzige Methode dieser Art die Prinzipien des Universellen Designs als Richtlinien zur Bewertung erhebt und somit das Konzept des Universellen Designs und seine Umsetzung im Wohnungsbau wesentlich bereichern kann. Die Forschungsarbeit ist in zwei Teile gegliedert: einen ersten theoretischen Teil, in dem der Fokus auf das vielschichtige Konzept des Universellen Designs und auf die damit verbundenen Begriffe gerichtet ist. Dort wird auch der gesellschaftliche Struktur- und architektonische Wohnwandel einer Analyse unterzogen. Und einen zweiten Teil, in dem Projektbeispiele untersucht wurden, die beispielhafte Lösungen im Bereich der Gebäudeflexibilität aufzeigen, die in der Lage sind, das Konzept des Universellen Designs im Wohnungsbau zu unterstützen.
Die Integration von E-Learning-Angeboten gestaltet sich nach dem individuellen Wunsch der Hochschule, welche Funktionen E-Learning-Elemente im Bereich der Lehre einnehmen sollen, das heißt, ob sie der Anreicherung, Kombination oder dem Ersatz von Präsenzlehre dienen. In diesem Zusammenhang rückt der Begriff Blended Learning immer weiter in den Fokus, der dafür steht, dass traditionelle Lehr-/Lernmethoden mit E-Learning-Elementen kombiniert werden. Dabei stellt sich zunehmend die Frage nach der optimalen Kombination aus Präsenz- und Onlinemodulen für die einzelnen Hochschulen unter Berücksichtigung der Akzeptanz seitens der Nutzenden. Im Rahmen der Arbeit ergeben sich daher folgende Forschungsfragen, die mittels empirischer Analyse untersucht wurden: Ist eine reine E-Learning-Methode sinnvoll und welche Rolle spielt dabei die Akzeptanz der Studierenden? Inwieweit sollte auf andere Lernformen, wie die Methode des Blended Learning zurückgegriffen werden? Das Ziel ist es einerseits, definierte Einflussfaktoren der Akzeptanz in Bezug auf die Akzeptanz von E-Learning auf Gültigkeit zu überprüfen, um daraus mögliche Ansätze zur Einwirkung auf die Akzeptanz von E-Learning seitens der Studierenden abzuleiten. Andererseits soll die Bewertung aktueller Lehr-/Lernangebote der BTU Cottbus-Senftenberg durch die Studierenden Aufschluss über Optionen der zukünftigen Gestaltung dieser Angebote geben.
Die Integration von E-Learning-Angeboten gestaltet sich nach dem individuellen Wunsch der Hochschule, welche Funktionen E-Learning-Elemente im Bereich der Lehre einnehmen sollen, das heißt, ob sie der Anreicherung, Kombination oder dem Ersatz von Präsenzlehre dienen. In diesem Zusammenhang rückt der Begriff Blended Learning immer weiter in den Fokus, der dafür steht, dass traditionelle Lehr-/Lernmethoden mit E-Learning-Elementen kombiniert werden. Dabei stellt sich zunehmend die Frage nach der optimalen Kombination aus Präsenz- und Onlinemodulen für die einzelnen Hochschulen unter Berücksichtigung der Akzeptanz seitens der Nutzenden. Im Rahmen der Arbeit ergeben sich daher folgende Forschungsfragen, die mittels empirischer Analyse untersucht wurden: Ist eine reine E-Learning-Methode sinnvoll und welche Rolle spielt dabei die Akzeptanz der Studierenden? Inwieweit sollte auf andere Lernformen, wie die Methode des Blended Learning zurückgegriffen werden? Das Ziel ist es einerseits, definierte Einflussfaktoren der Akzeptanz in Bezug auf die Akzeptanz von E-Learning auf Gültigkeit zu überprüfen, um daraus mögliche Ansätze zur Einwirkung auf die Akzeptanz von E-Learning seitens der Studierenden abzuleiten. Andererseits soll die Bewertung aktueller Lehr-/Lernangebote der BTU Cottbus-Senftenberg durch die Studierenden Aufschluss über Optionen der zukünftigen Gestaltung dieser Angebote geben.
Die Materialklasse der transparenten leitenden Metalloxide (engl. transparent conducting oxides (TCO)) und amorphen oxidischen Dünnschichtsysteme (engl. amorphous oxidic semiconductors (AOS)) sind überaus faszinierend, da sie gegensätzliche physikalische Eigenschaften, wie Transparenz und hohe Leitfähigkeit in sich vereinen. Die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen sind immer noch unklar und werden in dieser Dissertation beleuchtet. Dazu wurde die resonante Photoelektronenspektroskopie (resPES)gewählt, da sie sich in den letzten Jahren als vielseitiges Werkzeug für die detaillierte Untersuchung der elektronischen Struktur und der Identifikation von Defekten ausgezeichnet hat. Im Rahmen dieser Arbeit ergab sie die einmalige Möglichkeit, sowohl hoch qualitative TCO-Einkristalle (ZnO, Ga2O3, In2O3 und SnO2) als auch amorphe oxidische Dünnschichtsysteme (GIZO und SnOx) photeelektronenspektroskopisch zu untersuchen und zu vergleichen. Somit wird gezeigt, dass die elektronische Struktur der Materialklasse der TCO und ihrer korrespondierenden AOS mehr Gemeinsamkeiten aufweisen, als bisher erwartet wurde.
Es zeigt sich, dass die Bandlücke, im eigentlichen Sinne, in der Materialklasse der TCO und AOS nicht existiert. Lokalisierte Zustände füllen den gesamten Bereich dieser Bandlücke aus und reichen zum Teil in das Valenzband (VB) und Leitungsband (CB) hinein. Dies führt dazu, dass es keine, wie bisher gedacht, scharfen Grenzen zwischen lokalisierten und delokalisierten Zuständen gibt. Um dies zu verdeutlichen wird ein neuartiges Modell eingeführt, das aufzeigt, dass die Wechselwirkung von metallischen d- und s-Niveaus in einer Öffnung der d-Schale resultiert. Durch Charge-Transfer (CT)-Mechanismen und weitere Hybridisierung mit metallischen unbesetzten p-Zuständen folgt eine stärkere Lokalisierung. Die Diskussion wird begonnen mit der Klärung der Elementeverhältnisse der untersuchten Materialsysteme. Darauf folgt die Charakterisierung von intrinsischen Defekten und ihren Beiträgen auf die elektronische Struktur. Abschließend werden die elektronischen Strukturen der AOS mit denen der korrespondierenden TCO verglichen.