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Mit den nationalen Klimazielen und der Energiewende verändert sich die Nutzungscharakteristik des historisch gewachsenen Stromversorgungssystems. Die Versorgungsstruktur wird immer mehr bestimmt durch dezentrale fluktuierende Einspeisungen aus erneuerbaren Energieanlagen und die zunehmende Elektrifizierung verschiedener Sektoren äußert sich in einem deutlich verändertem Verbrauchsverhalten. Die Elektrifizierung des Verkehrssektors stellt einen wichtigen Baustein zur Erreichung der Klimaziele dar, die damit einhergehenden hohen Lastanforderungen sind jedoch eine Herausforderung für die bestehenden Stromnetze. Um den zukünftigen hohen Bedarf an Ladeenergie über die bestehende Netzinfrastruktur decken zu können, bzw. diese nur im notwendigen Maße auszubauen, bedarf es intelligenter Lösungen zur Flexibilisierung der Netznutzung. In dieser Arbeit wird eine netzorientierte Ladesteuerung für Elektrofahrzeuge beschrieben, in der sowohl die Bedürfnisse der Fahrzeugnutzer, des Ladeinfrastrukturbetreibers als auch des Netzbetreibers Berücksichtigung finden. Der Fokus liegt hierbei auf zentralen Großladesystemen. Ziel ist es, die Ladekapazitäten in den bestehenden Netzen zu erhöhen und den Netzausbau auf ein Minimum zu begrenzen. Hierfür werden clusterbasierte und anreizorientierte Bewertungsverfahren eingesetzt, die eine wirtschaftliche Interpretation der Netzauslastung ermöglichen. Für die Umsetzung wird ein zweischichtiges Simulationsmodell entwickelt, mit dem auf der einen Seite das Stromnetz abgebildet, simuliert und die Netzauslastung wirtschaftlich bewertet werden kann und auf der anderen Seite intelligente Ladeinfrastrukturen, ihre Steuerung und ein realistisches Mobilitäts- und Ladeverhalten nachgebildet werden können. Die wirtschaftliche Bewertung der Netzauslastung basiert auf dem temperaturabhängigen Lebensdauerverzehr zentraler Netzbetriebsmittel, wie Transformatoren und Kabel, und der sich daraus ableitenden rechnerischen Wertminderung. Für das soziotechnische Ladeinfrastrukturmodell und die Abbildung eines realistischen Mobilitäts- und Ladeverhaltens werden die Daten der Studie „Mobilität in Deutschland 2017“ statistisch aufbereitet und die relevanten Informationen abgeleitet. Die Bewertung der Steuerung hinsichtlich ihres Einflusses auf einen technoökonomischen Betrieb von Lade- und Netzinfrastruktur erfolgt anhand eines realen Netzmodells. Es werden drei Ladeinfrastrukturen für verschiedene Nutzungscharakteristiken im Netzmodell implementiert. Diese Anwendungsfälle stellen innerstädtisches Kurzzeitparken, Parken am Arbeitsplatz und wohnungsnahes Parken dar. Weiter werden drei Szenarien für unterschiedliche Durchdringungsgrade an Elektrofahrzeugen und eine abweichende Anzahl an Ladepunkten je Ladeinfrastruktur definiert. In der Ergebnisanalyse werden charakteristische Kenngrößen, wie Auslastung von Betriebsmitteln, rechnerische Lebensdauer und Wertminderung für die drei Anwendungsfälle und Szenarien dargelegt, miteinander verglichen und so der Einfluss der netzorientierten Steuerung auf den Betrieb von Lade- und Netzinfrastruktur aufgezeigt.

Nowadays, additive manufacturing processes are becoming more and more appealing due to their production-oriented design guidelines, especially with regard to topology optimisation and minimal downstream production depth in contrast to conventional technologies. However, a scientific path in the areas of quality assurance, material and microstructural properties, intrinsic thermal permeability and dependent stress parameters inhibits enthusiasm for the potential degrees of freedom of the direct metal laser melting process (DMLS). Especially in quality assurance, post-processing destructive measuring methods are still predominantly necessary in order to evaluate the components adequately. The overall objective of these investigations is to gain process knowledge make reliable in situ statements about component quality and material properties based on the process parameters used and emission values measured. The knowledge will then be used to develop non-destructive tools for the quality management of additively manufactured components. To assess the effectiveness of the research design in relation to the objectives for further investigations, this pre-study evaluates the dependencies between the process parameters, process emission during manufacturing and resulting thermal diffusivity and the relative density of samples fabricated by DMLS. Therefore, the approach deals with additively built metal samples made on an EOS M290 apparatus with varying hatch distances while simultaneously detecting the process emission. Afterwards, the relative density of the samples is determined optically, and thermal diffusivity is measured using the laser flash method. As a result of this pre-study, all interactions of the within factors are presented. The process variable hatch distance indicates a strong influence on the resulting material properties, as an increase in the hatch distance from 0.11 mm to 1 mm leads to a drop in relative density of 57.4%. The associated thermal diffusivity also reveals a sharp decrease from 5.3 mm2/s to 1.3 mm2/s with growing hatch distances. The variability of the material properties can also be observed in the measured process emissions. However, as various factors overlap in the thermal radiation signal, no clear assignment is possible within the scope of this work.

In the last decade many different additive manufacturing (AM) technologies for metal, plastic or ceramic processing raise from research to commercialization. As a result, AM grows into different business areas and transforms structures and processes. Hence, the contribution tends to show the change in added values though the availability of different additive manufacturing technologies based on a technology screening and market research. Regarding the named purpose, a broad market research of 83 companies and 339 printer models has been conducted to find patterns of AM technology market share and regions to structure indicators such as accuracy by processed material classes with a specified AM method. Printing materials as metal, plastic, ceramic and carbon have been considered. The categorization is done by the AM principles: power bed fusion, material extrusion, vat photopolymerization and …