@article{SchuemannMorichKaufholdetal., author = {Sch{\"u}mann, Malte and Morich, J. and Kaufhold, Tobias and B{\"o}hm, Valter and Zimmermann, Klaus and Odenbach, Stefan}, title = {A mechanical characterisation on multiple timescales of electroconductive magnetorheological elastomers}, series = {Magnetism and Magnetic Materials}, volume = {453}, journal = {Magnetism and Magnetic Materials}, number = {May}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.jmmm.2018.01.029}, pages = {198 -- 205}, abstract = {Magnetorheological elastomers are a type of smart hybrid material which combines elastic properties of a soft elastomer matrix with magnetic properties of magnetic micro particles. This leads to a material with magnetically controllable mechanical properties of which the magnetorheological effect is the best known. The addition of electroconductive particles to the polymer mix adds electrical properties to the material behaviour. The resulting electrical resistance of the sample can be manipulated by external magnetic fields and mechanical loads. This results in a distinct interplay of mechanical, electrical and magnetic effects with a highly complex time behaviour. In this paper a mechanical characterisation on multiple time scales was conducted to get an insight on the short and long-term electrical and mechanical behaviour of this novel material. The results show a complex resistivity behaviour on several timescales, sensitive to magnetic fields and strain velocity. The observed material exhibits fatigue and relaxation behaviour, whereas the magnetorheological effect appears not to interfere with the piezoresistive properties.}, language = {en} } @inproceedings{HacklHirschbergLexetal., author = {Hackl, Andreas and Hirschberg, Wolfgang and Lex, Cornelia and Rill, Georg}, title = {Experimental validation of the Maxwell model for description of transient tyre forces}, series = {16. Internationales Stuttgarter Symposium, Automobil- und Motorentechnik}, booktitle = {16. Internationales Stuttgarter Symposium, Automobil- und Motorentechnik}, editor = {Bargende, Michael and Reuss, Hans-Christian and Wiedemann, Jochen}, publisher = {Springer}, address = {Wiesbaden}, isbn = {978-3-658-13254-5}, doi = {10.1007/978-3-658-13255-2_29}, pages = {401 -- 418}, abstract = {Modelling and simulation of safety relevant Driver Assistance Systems (DAS) and Vehicle Dynamics Controllers (VDC) which act in standard and limit situations lead to increasing accuracy demands in the description of dynamic reactions of tyre contact forces, e.g. For that purpose, first-order approaches are widely applied in this field of vehicle dynamics and handling, which originate from Schlippe \& Dietrich, were modified by Pacejka and later on refined by Rill.}, language = {en} } @article{LangMonkman, author = {Lang, Alexander and Monkman, Gareth J.}, title = {An analysis of the electrical capacitance between two conducting spheres}, series = {Journal of Electrostatics}, volume = {108}, journal = {Journal of Electrostatics}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.elstat.2020.103518}, abstract = {Many modern composites consist of dielectric polymer matrices containing embedded spherical particles. These particles can be electrically conducting and often have magnetic properties. In order to accurately model and simulate such materials, precise calculation of the electrical capacitance between identically sized spheres is required. This is of particular relevance at microscopic dimensions where many smart material-based micro devices are concerned. This may appear trivial for a small number of particles. However, many methods or their analysis appear to be questionable or not applicable at reduced dimensions. In this work, the various methods of analysis are scrutinized before being compared with both simulation and direct measurements. It is surprising to note that of the many works investigated only 3 are in close agreement with both simulation and measurement. Graphical abstract This paper deals with the precise calculation of the electrical capacitance between two conducting spheres of equal, or near equal size.The calculations have been verified by both experimental measurements and simulation. Algorithms in MatLab (Octave) format have been included in the supporting information.}, language = {en} } @article{LiLange, author = {Li, Liwen and Lange, Klaus W.}, title = {Planning Principles for Integrating Community Empowerment into Zero-Net Carbon Transformation}, series = {smart cities}, volume = {2023}, journal = {smart cities}, number = {6}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/smartcities6010006}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-57765}, pages = {100 -- 122}, abstract = {The adoption of the UN 2030 Agenda and the Sustainable Development Goals is a landmark in international sustainability politics. For example, Europe has set ambitious targets to achieve 100 climate-neutral and smart cities by 2030. However, numerous case studies from different countries have found that accelerating the transition to net-zero carbon emissions is easily hampered by the lack of a coherent systems framework, and that implementation gaps remain at the community level. These barriers are often due to a lack of an adequate end-user (i.e., household) input and early planning participation. This work therefore aims to improve on conventional planning methods that do not reflect innovative technologies with uncertainty and may not be applicable due to the lack of community empowerment, which is a dynamic learning and intervention opportunity for end-users at different planning stages (i.e., outreach, survey, planning, implementation, management, and maintenance). Using the lessons learned from participatory action research, whereby the author was involved as a project director throughout the planning and design process, we identified a six-step cycle principle. The steps are (1) collective action commitments, (2) local values and resource identification, (3) carbon footprint inventory, (4) optimized integration of environment, economy, and energy action plans, (5) Flexible strategic energy system plans, and (6) digital performance monitoring. Ultimately, the outcomes provide application support for policymakers and planners and stimulate community engagement to contribute to the achievement of zero net carbon emissions.}, language = {en} } @inproceedings{HacklHirschbergLexetal., author = {Hackl, Andreas and Hirschberg, Wolfgang and Lex, Cornelia and Rill, Georg}, title = {Tyre type dependent transient force behaviour by means of a maxwell model}, series = {The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks : Proceedings of the 25th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2017), Rockhampton, Queensland, Australia, 14-18 August 2017}, booktitle = {The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks : Proceedings of the 25th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2017), Rockhampton, Queensland, Australia, 14-18 August 2017}, editor = {Spiryagin, Maksym and Gordon, Timothy and Cole, Colin and McSweeney, Tim}, publisher = {CRC Press}, address = {London}, isbn = {1351057170}, doi = {10.1201/9781315265506}, pages = {157 -- 162}, abstract = {The present papers deals with the usability of an extended Maxwell model to describe the tyre dynamics during transient driving manoeuvres. In the present article, the para-metrisation process of a dynamic tyre model is investigated in a first step, using measurement data of tyre forces from a flat trac tyre test bench, (IABG 2016). Two tyre types of dimensions 255/50 R19 and 175/55 R15 are used. The practical applicability is discussed, considering the measurement procedure and the parameter optimisation process. In a second step, the performance of the dynamic tyre model is validated using measurements of manoeuvres under higher dynamic excitation. As a last step, an outlook is given on further research planned in which the presented model and parametrisation are adapted to a larger frequency range.}, language = {en} } @article{MikhaeilNowakPalombaetal., author = {Mikhaeil, Makram and Nowak, Sebastian and Palomba, Valeria and Frazzica, Andrea and Gaderer, Matthias and Dawoud, Belal}, title = {Experimental and analytical investigation of applying an asymmetric plate heat exchanger as an evaporator in a thermally driven adsorption appliance}, series = {Applied Thermal Engineering}, journal = {Applied Thermal Engineering}, number = {228}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.applthermaleng.2023.120525}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-61115}, abstract = {This communication presents an experimental and analytical study on the evaporation mechanism in a closed-structured asymmetric plate heat exchanger (PHE) employed as a stagnant water evaporator for the application in an adsorption heat transformation appliance. To this aim, an experimental unit is constructed, which comprises two identical PHEs, one acting as an vaporator/condenser and the second, as an adsorber/desorber. Two endoscopes are mounted inside the investigated evaporator to visualize the evaporation mechanism when performing adsorption-evaporation processes under different boundary conditions. It turned out that the evaporation mechanism is a partially covered, thin film evaporation. A heat transfer analysis is performed to evaluate the heat transfer coefficient of the thin film evaporation () inside the investigated evaporator, resulting in -values between 1330 and 160 [W∙m-2∙K-1] over the investigated adsorption-evaporation time. Correlating the obtained () to the film thickness and the wetted area results in -values between 0.34 and 0.78 [mm] and wetted to total area ratios of 0.78 to 0.16. Besides, an analytical model has been developed and introduced to correlate the overall evaporator heat transfer coefficient with the adsorption potential and the time rate of change of the water uptake.}, language = {en} } @techreport{MartererKemeterLangetal., author = {Marterer, Verena and Kemeter, Dominik and Lang, Andreas and Dischner, Alexander and Huber, Stephanie and Obermeier, Maximilian and Langer, Tobias}, title = {FMS-Berichte Sommersemester 2021}, editor = {Meier, Hans and Niemetz, Michael and Reindl, Andrea}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-2104}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-21040}, pages = {VI, 37}, abstract = {Dieser Bericht entstand auf Initiative der Studierenden des 2020 neu gegr{\"u}ndeten Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)", die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)" im Sommersemester 2021 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuf{\"u}hren. Daher war geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, Ver{\"o}ffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erarbeiten und diese in einem Vortrag zu pr{\"a}sentieren. Parallel dazu erfolgte im Theorieteil die entsprechende Hinf{\"u}hrung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation: • Bedeutung der Wissenschaftskommunikation f{\"u}r die Arbeit der Ingenieure in Forschung und Entwicklung • Literaturrecherche, Suchmaschinen, Sichtung und Analyse vorhandener Publikationen, Bewertung der Qualit{\"a}t aufgefundener Fachliteratur, Auswahl geeigneter Materialien f{\"u}r die eigene Arbeit • Aufbereitung und Darstellung der recherchierten technischer Inhalte in Form einer seitenanzahlbegrenzten wissenschaftlichen Ausarbeitung • Einhalten formaler Randbedingungen bzgl. Strukturierung, einschl. Bildnachweise und Zitationsstile • Peer-review-Prozess bei wertsch{\"a}tzender Beurteilung der Leistung anderer • Publikumsangepasstes Aufbereiten komplexer fachlicher Inhalte mit hochschul{\"o}ffentlicher Pr{\"a}sentation der Ergebnisse • F{\"u}hren m{\"u}ndlicher wissenschaftlicher Diskurse Nachdem die Masterstudierenden in der Regel {\"u}ber noch keine eigene wissenschaftliche Forschungserfahrung bzw. -inhalte verf{\"u}gen, lag der w{\"a}hlbare Schwerpunkt der Literatursuche auf der Bearbeitung von vorgegeben aktuellen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthemen.}, subject = {Elektrotechnik}, language = {de} } @inproceedings{SwidergalWagnerLubsederetal., author = {Swidergal, Krzysztof and Wagner, Marcus and Lubseder, C. and von Wurmb, I. and Meinhardt, Josef and Marburg, Steffen}, title = {Investigation of the forming tool dynamics by means of numerical simulation}, series = {Advanced Metal Forming Processes in Automotive Industry, AutoMetForm 2016}, booktitle = {Advanced Metal Forming Processes in Automotive Industry, AutoMetForm 2016}, publisher = {Fraunhofer}, pages = {335 -- 340}, abstract = {In the forming tools for pressing car body parts, heavy blankholders are used to prevent buckling and wrinkling of the blank. During each press cycle, those large masses need to be lifted, raising thereby the structural dynamic load on the forming tool and on the press. Therefore a detailed knowledge about the forming tool dynamics is essential for an accurate and robust design of forming tools. In this paper, a dynamic finite element method (FEM) simulation of selected automotive forming tool is presented enabling identification of regions of critical stresses. For validation of the simulation results, the kinematic responses of the tool's components are compared with the measurements obtained in an experiment.}, language = {en} } @inproceedings{SykoraDiamantidisMarkovaetal., author = {S{\´y}kora, Miroslav and Diamantidis, Dimitris and Markov{\´a}, Jana and Masciotta, Maria Giovanna}, title = {Optimizing in-situ testing for historic masonry structures: a case study}, series = {International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) : Durability, Monitoring and Repair of Structures, 20-22 March 2019, Rovinj, Croatia}, booktitle = {International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) : Durability, Monitoring and Repair of Structures, 20-22 March 2019, Rovinj, Croatia}, editor = {Baričević, Ana and Jelčić Rukavina, Marija and Damjanović, Domagoi and Guadagnini, Maurizio}, publisher = {RILEM Publications}, isbn = {978-1-5108-9296-5}, pages = {684 -- 691}, language = {en} } @inproceedings{KasparRablMayer, author = {Kaspar, Marcel and Rabl, Hans-Peter and Mayer, Wolfgang}, title = {Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden : Detailed hydrocarbon analysis of diesel exhaust gas at different engine operating conditions}, series = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, booktitle = {12. FAD-Konferenz „Herausforderung - Agbasnachbehandlung f{\"u}r Dieselmotoren", 12, 2014, Dresden}, publisher = {F{\"o}rderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien f{\"u}r Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V.}, address = {Dresden}, pages = {1 -- 35}, abstract = {Beitrag und Praesentationsmaterial eines Vortrags ueber differenzierende Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden. Mit einem neu entwickelten, hochgenauen HC-Sensor werden unverbrannte HC im Abgas untersucht. Die differenzierende Untersuchung erfolgt an einem Massenspektrometer, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Die Molekuele Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Es zeigt sich, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die Haelfte der gesamten HC Konzentration ergeben. Ein weiterer Punkt ist die Regeneration des Dieselpartikelfilters.}, language = {de} } @techreport{BergmeierBockFischeretal., author = {Bergmeier, Sonja and Bock, Maximilian and Fischer, Lukas and Flassig, Nathanael and Hidv{\´e}gi, Barnab{\´a}s and B{\"a}cher, Tim and Hierl, Jonas and Kaltenbach, Dominik and Lackermeier, Florian and Laubmann, Julia and Liebl, Jonas and Pirthauer, Tobias and Reif, Robin and Roider, Stefan}, title = {FMS-Berichte Wintersemester 2024/25}, series = {FMS-Berichte Wintersemester 2024/25}, volume = {2024}, journal = {FMS-Berichte Wintersemester 2024/25}, number = {9}, editor = {Fuhrmann, Thomas and Hipp, Susanne and Niemetz, Michael and Sterz, Oliver}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg / Fakult{\"a}t Elektro- und Informationstechnik}, doi = {10.35096/othr/pub-8312}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-83121}, pages = {76}, abstract = {Dieser Bericht entstand urspr{\"u}nglich auf Initiative der Studierenden des damals neuen Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)" an der OTH Regensburg, die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)" im Wintersemester 2020/21 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuf{\"u}hren. Daher ist im Laufe der Veranstaltung geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, sind Ver{\"o}ffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich gilt es eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erstellen und diese in einem Vortrag zu pr{\"a}sentieren. Parallel dazu wird im Theorieteil die entsprechende Hinf{\"u}hrung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation vermittelt: • Bedeutung der Wissenschaftskommunikation f{\"u}r die Arbeit der Ingenieure in Forschung und Entwicklung • Literaturrecherche, Suchmaschinen, Sichtung und Analyse vorhandener Publikationen, Bewertung der Qualit{\"a}t aufgefundener Fachliteratur, Auswahl geeigneter Materialien f{\"u}r die eigene Arbeit • Aufbereitung und Darstellung der recherchierten technischer Inhalte in Form einer seitenanzahlbegrenzten wissenschaftlichen Ausarbeitung • Einhalten formaler Randbedingungen bzgl. Strukturierung, einschl. Bildnachweise und Zitationsstile • Peer-review-Prozess bei wertsch{\"a}tzender Beurteilung der Leistung anderer • Publikumsangepasstes Aufbereiten komplexer fachlicher Inhalte mit hochschul{\"o}ffentlicher Pr{\"a}sentation der Ergebnisse • F{\"u}hren m{\"u}ndlicher wissenschaftlicher Diskurse Die pr{\"a}sentierten Themen beruhen nicht auf eigener Forschungst{\"a}tigkeit, sondern sind als einf{\"u}hrende Reviewartikel zum jeweiligen vorgegebenen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthema zu verstehen.}, subject = {Elektrotechnik}, language = {mul} } @article{RauchBrueckl, author = {Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Achieving Optimal Reactive Power Compensation in Distribution Grids by Using Industrial Compensation Systems}, series = {Electricity}, volume = {4}, journal = {Electricity}, number = {1}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/electricity4010006}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-59139}, pages = {78 -- 95}, abstract = {This paper presents a method for integrating industrial consumers owning compensation systems as alternative reactive power sources into grid operating processes. In remuneration, they receive a market-based provision of reactive power. The aim is to analyze the potential of reactive power compensation systems of industrial companies connected to medium-voltage (10 kV-30 kV) AC grids in order to increase the reactive power ability of distribution grids. Measurement methods and reactive power potential results of six industrial companies are presented to characterize the amount and temporal availability of their reactive power potential. The presented approach for using the decentralized reactive power potential is a centralized reactive power control method and is based on optimal power flow (OPF) calculations. An optimization algorithm based on linear programming is used to coordinate a reactive power retrieval tuned to the actual demand. The influencing quantities are the current grid status (voltage and load flow capacity reserves at grid nodes and power lines) and the current reactive power potential of the reactive power sources. The compensation impact of six measured industrial companies on an exemplary medium-voltage grid is shown by an application example.}, language = {en} } @inproceedings{SchweibererRauchBrueckl, author = {Schweiberer, Philipp and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Control strategy for industrial reactive power sources depending on a specified reactive power setpoint value}, series = {ETG Kongress 2023: Die Energiewende beschleunigen, 25.-26. Mai 2023, Kassel, Germany}, booktitle = {ETG Kongress 2023: Die Energiewende beschleunigen, 25.-26. Mai 2023, Kassel, Germany}, publisher = {VDE VERLAG}, address = {Berlin}, organization = {Energietechnische Gesellschaft }, isbn = {978-3-8007-6108-1}, pages = {553 -- 558}, abstract = {Industrial plants can provide reactive power (Q) for system- and grid-serving behavior, for which a functioning reactive power management system is essential. To make reactive power retrieval as efficient and safe as possible, the selection of reactive power sources to meet the Q-demand must consider their sensitivities and the restrictions of the industrial grid, such as operating equipment utilization or voltage limits. On this basis, a concept for a sensitivity-based control strategy that manages the reactive power retrieval of multiple reactive power sources depending on a predefined reactive power demand value is proposed. Based on the simulation of an industrial plant in the medium-voltage grid, which can provide reactive power in the form of industrial compensation systems (ICS) and generators, the operation of the algorithm is shown.}, language = {en} } @article{MetschSchmidtSindersbergeretal., author = {Metsch, P. and Schmidt, Henrik and Sindersberger, Dirk and Kalina, K. A. and Brummund, J. and Auernhammer, G{\"u}nter and Monkman, Gareth J. and K{\"a}stner, Markus}, title = {Field-Induced Interactions in Magneto-Active Elastomers}, series = {Smart Materials and Structures}, volume = {29}, journal = {Smart Materials and Structures}, number = {8}, publisher = {IOPscience}, doi = {10.1088/1361-665X/ab92dc}, pages = {1 -- 10}, abstract = {In this contribution, field-induced interactions of magnetizable particles embedded into a soft elastomer matrix are analyzed with regard to the resulting mechanical deformations. By comparing experiments for two-, three- and four-particle systems with the results of finite element simulations, a fully coupled continuum model for magneto-active elastomers is validated with the help of real data for the first time. The model under consideration permits the investigation of magneto-active elastomers with arbitrary particle distances, shapes and volume fractions as well as magnetic and mechanical properties of the individual constituents. It thus represents a basis for future studies on more complex, realistic systems. Our results show a very good agreement between experiments and numerical simulations—the deformation behavior of all systems is captured by the model qualitatively as well as quantitatively. Within a sensitivity analysis, the influence of the initial particle positions on the systems' response is examined. Furthermore, a comparison of the full three-dimensional model with the often used, simplified two-dimensional approach shows the typical overestimation of resulting interactions in magneto-active elastomers.}, language = {en} } @techreport{CasparDorfnerEngelmannetal., author = {Caspar, Stefan and Dorfner, Manuel and Engelmann, Uwe and Erhardsberger, Ludwig and Gressitzek, Tobias and Michelmann, Bj{\"o}rn and Steinberger, Melanie and Stuchl{\´y}, Jan}, title = {FMS-Berichte Sommersemester 2023}, number = {1}, editor = {Meier, Hans and Niemetz, Michael and Fuhrmann, Thomas and Reindl, Andrea}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg / Fakult{\"a}t Elektro- und Informationstechnik}, doi = {10.35096/othr/pub-7778}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-77787}, pages = {44}, abstract = {Dieser Bericht entstand urspr{\"u}nglich auf Initiative der Studierenden des damals neuen Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)" an der OTH Regensburg, die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)" im Wintersemester 2020/21 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuf{\"u}hren. Daher ist im Laufe der Veranstaltung geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, sind Ver{\"o}ffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich gilt es eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erstellen und diese in einem Vortrag zu pr{\"a}sentieren. Parallel dazu wird im Theorieteil die entsprechende Hinf{\"u}hrung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation vermittelt: • Bedeutung der Wissenschaftskommunikation f{\"u}r die Arbeit der Ingenieure in Forschung und Entwicklung • Literaturrecherche, Suchmaschinen, Sichtung und Analyse vorhandener Publikationen, Bewertung der Qualit{\"a}t aufgefundener Fachliteratur, Auswahl geeigneter Materialien f{\"u}r die eigene Arbeit • Aufbereitung und Darstellung der recherchierten technischer Inhalte in Form einer seitenanzahlbegrenzten wissenschaftlichen Ausarbeitung • Einhalten formaler Randbedingungen bzgl. Strukturierung, einschl. Bildnachweise und Zitationsstile • Peer-review-Prozess bei wertsch{\"a}tzender Beurteilung der Leistung anderer • Publikumsangepasstes Aufbereiten komplexer fachlicher Inhalte mit hochschul{\"o}ffentlicher Pr{\"a}sentation der Ergebnisse • F{\"u}hren m{\"u}ndlicher wissenschaftlicher Diskurse Die pr{\"a}sentierten Themen beruhen nicht auf eigener Forschungst{\"a}tigkeit, sondern sind als einf{\"u}hrende Reviewartikel zum jeweiligen vorgegebenen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthema zu verstehen.}, subject = {Elektrotechnik}, language = {mul} } @article{GaertnerRankHeberletal., author = {G{\"a}rtner, Sebastian and Rank, Daniel and Heberl, Michael and Gaderer, Matthias and Dawoud, Belal and Haumer, Anton and Sterner, Michael}, title = {Simulation and Techno-Economic Analysis of a Power-to-Hydrogen Process for Oxyfuel Glass Melting}, series = {Energies}, volume = {14}, journal = {Energies}, number = {24}, publisher = {MDPI}, doi = {10.3390/en14248603}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22713}, abstract = {As an energy-intensive industry sector, the glass industry is strongly affected by the increasingly stringent climate protection targets. As established combustion-based production systems ensure high process stability and glass quality, an immediate switch to low greenhouse gas emission processes is difficult. To approach these challenges, this work investigates a step-by-step integration of a Power-to-Hydrogen concept into established oxyfuel glass melting processes using a simulation approach. This is complemented by a case study for economic analysis on a selected German glass industry site by simulating the power production of a nearby renewable energy park and subsequent optimization of the power-to-hydrogen plant performance and capacities. The results of this study indicate, that the proposed system can reduce specific carbon dioxide emissions by up to 60\%, while increasing specific energy demand by a maximum of 25\%. Investigations of the impact of altered combustion and furnace properties like adiabatic flame temperature (+25 °C), temperature efficiency (∆ξ = -0.003) and heat capacity flow ratio (∆zHL = -0.009) indicate that pure hydrogen-oxygen combustion has less impact on melting properties than assumed so far. Within the case study, high CO2 abatement costs of 295 €/t CO2-eq. were determined. This is mainly due to the insufficient performance of renewable energy sources. The correlations between process scaling and economic parameters presented in this study show promising potential for further economic optimization of the proposed energy system in the future.}, language = {en} } @inproceedings{GrabRauchGoetzetal., author = {Grab, Robin and Rauch, Johannes and G{\"o}tz, Rebekka and Br{\"u}ckl, Oliver and Eichner, Stefan and Engel, Bernd}, title = {Q-Dynamik: Blindleistungsstellgeschwindigkeiten im Verteilnetz}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen}, publisher = {Conexio-PSE GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-12-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58762}, pages = {46 -- 55}, abstract = {Mit der Energiewende geht eine starke Dezentralisierung der Energieeinspeisung einher. So sind im Deutschland des Jahres 2020 rund 31.000 Windenergieanlagen (WEA) in Betrieb, w{\"a}hrend bei der Solarenergie vor kurzem die zweimillionste Photovoltaik-Anlage (PVA) installiert wurde. Fast alle diese dezentralen Energieressourcen (DER) sind nach den Einspeiserichtlinien der Vergangenheit und der Gegenwart in der Lage, Blindleistung bereitzustellen, um die Spannung im Netz zu regeln und zum Blindleistungsausgleich beizutragen. Weitere potentielle dezentrale Blindleistungsquellen wie Blockheizkraftwerke, Kompensationsanlagen und perspektivisch sogar Verbraucher und Speicher sind im Verteilnetz zu finden. Durch den stetigen R{\"u}ckbau konventioneller Großkraftwerke, welche dem {\"U}bertragungsnetz bisher als Blindleistungsquellen zur Verf{\"u}gung standen, bedarf es einer Untersuchung mit der Fragestellung, in welchem Maß die neue Erzeugungslandschaft auch in diesem Feld als Ersatz dienen kann. Ein m{\"o}gliches Hindernis f{\"u}r einen breitangelegten Einsatz von DER zu Zwecken des spannungsebenen{\"u}bergreifenden Blindleistungsmanagements ist mangelndes Wissen {\"u}ber die Regeldynamik dieser verteilten Blindleistungsquellen. {\"U}bertragungs- und Verteilnetzbetreiber, die DER aktiv f{\"u}r Blindleistungsausgleich oder statische Spannungsregelung einsetzen, geben in der Regel ihre Blindleistungsanforderungen in kleineren Stufen mit erheblichen Latenzzeiten zwischen zwei Schritten weiter. Bef{\"u}rchtet wird, dass schnellere Spr{\"u}nge in der Blindleistungsvorgabe zu instabilen Betriebszust{\"a}nden oder anderweitigen Fehlfunktionen im Netz f{\"u}hren k{\"o}nnen. Eine genauere Kenntnis der dynamischen F{\"a}higkeiten vorhandener Blindleistungsquellen sowie der Auswirkungen auf die Netzstabilit{\"a}t und den Netzschutz k{\"o}nnte dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Blindleistungsbereitstellung zu optimieren und somit tempor{\"a}re Spannungsschwankungen und -verluste zu minimieren und die Spannungsstabilit{\"a}t insgesamt zu verbessern. Durch eine entsprechende Regelungs- und Einsatzstrategie kann ein optimales Zusammenspiel der verschiedenen Technologien zur Deckung der Blindleistungsbedarfe f{\"u}r unterschiedliche Zeitbereiche erzielt werden. Hierf{\"u}r ist eine genaue Kenntnis der Blindleistungsstellgeschwindigkeiten und des dynamischen Regelverhaltens erforderlich. Dieser Beitrag stellt dazu Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt „Q-Integral" vor. Um die relevanten Zeitkonstanten der Blindleistungsbereitstellung vollst{\"a}ndig aufzuf{\"u}hren, werden zun{\"a}chst typische Kommunikationszeiten f{\"u}r die {\"U}bermittlung von Sollwerten diskutiert. Anschließend werden Untersuchungen zu theoretischen und praktischen Reaktionszeiten verschiedener Blindleistungsquellen vorgestellt. Daf{\"u}r werden verschiedene Technologien wie Umrichter f{\"u}r PVA, Batteriespeicher und WEA sowie Synchrongeneratoren, die bei thermischen Kraftwerken die dominierende Technologie sind, betrachtet. Abschließend werden diese Werte mit realen Blindleistungsstellgeschwindigkeiten von ausgedehnten Wind- und Solarkraftwerken verglichen.}, language = {de} } @inproceedings{RauchBrueckl, author = {Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Konzeptionierung netzplanerischer Prozessans{\"a}tze zur Ermittlung von Blindleistungskapazit{\"a}ten zum Ausgleich des Blindleistungsbedarfs in einer Netzregion}, series = {Tagungsband Tagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online)}, booktitle = {Tagungsband Tagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online)}, publisher = {Conexio-PSE GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-16-7}, doi = {10.35096/othr/pub-5866}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58665}, pages = {117 -- 126}, abstract = {Um einen sicheren und zuverl{\"a}ssigen Stromnetzbetrieb zu gew{\"a}hrleisten, muss die Spannung im Grundfall als auch bei ungeplanten Ausf{\"a}llen in definierten Bereichen gehalten werden. Im {\"U}bertragungsnetz wird hierf{\"u}r bisher Blindleistung haupts{\"a}chlich aus Blindleistungskompensationsanlagen und konventionellen Großkraftwerken eingesetzt. Zuk{\"u}nftig wird nach \S12h EnWG eine marktgest{\"u}tzte Beschaffung dieser Dienstleistung zur Spannungsregelung vorgeschrieben. Zugleich ver{\"a}ndert sich der Blindleistungsbedarf der Netzbetriebsmittel durch die Integration erneuerbarer Energieanlagen und der Elektromobilit{\"a}t sowie durch den Netzausbau bei {\"U}bertragungs- und Verteilungsnetzbetreibern. Es bedarf somit angepasster Netzbetriebs- und Netzplanungskonzepte f{\"u}r ein technisch effizientes und wirtschaftlich g{\"u}nstiges Blindleistungsmanagement. Dieser Beitrag besch{\"a}ftigt sich damit, Prozessans{\"a}tze und Methodiken f{\"u}r ebendieses in der Netzplanung aufzuzeigen, um erforderliche Blindleistungskapazit{\"a}ten unter minimalen Gesamtkostenaufwand und unter Ber{\"u}cksichtigung einer effizienten Blindleistungsbedarfsdeckung zu bestimmen. Dabei liegt der Fokus verst{\"a}rkt in der Bedarfsanalyse.}, language = {de} } @inproceedings{RauchBrueckl, author = {Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Analysis of the correlation behavior between local available information to the overall reactive power of a medium-voltage grid group}, series = {Applied Research Conference - ARC 2017, 7 July 2017 M{\"u}nchen}, booktitle = {Applied Research Conference - ARC 2017, 7 July 2017 M{\"u}nchen}, address = {M{\"u}nchen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58712}, pages = {224 -- 230}, abstract = {The initiated energy transition leads to extensive changes in the supply of energy. The increasing use of renewable energy causes a shift of the produced power from centralized conventional power plants to decentralized energy plants. Because of this redistribution and the related change of load-flows, new challenges and problems for distribution system operators appear. This includes the integration of new loads and plants into the existing power grid and the guarantee of a high supply security and quality. It also includes strengthened requirements for the use and provision of reactive power. The project "SyNErgie" ("Systemoptimierendes Netz- und Energiemanagement f{\"u}r Verteilungsnetze der Zukunft") deals with the development of a new reactive power management, which gets embedded in grid planning and controlling processes. One focus of the project is on the integration of decentralized energy plants (DEPs) to the reactive power management. The aim is to develop a decentralized and self-sufficient reactive power control system, which only works with local available information (measures). Therefore is no necessity of a complex communication system to the grid control center. Self-controlled Q-controller in the DEPs get characteristic curves and control the reactive power sources with local measurements (e.g. current, voltage, effective power). This new reactive power control management aims for the reactive power compensation in order to increase the integration capacity of loads and plants in a grid [2]. In order to generate characteristic curves for DEPs, it is necessary to analyze the correlation behavior between the local available measurements at the DEPs and the overall-Q-behavior of the grid group at the transformer. In that regard, influencing quantities should be considered. The aim is to involve und evaluate all relevant influencing quantities in order to determine energy plants and certain operating points, in which the correlation behavior and the prediction for the overall-Q-behavior are sufficient. The next step is to develop a model that fits these correlation behaviors and generate characteristic curves. One method to generate characteristic curves for the Q-controllers is regression analysis. The developed Q-control-system with the characteristic curves will be tested, evaluated and optimized in a following field test in cooperation with distribution system operators.}, language = {de} } @inproceedings{SchweibererRauchBrueckl, author = {Schweiberer, Philipp and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Entwicklung eines Regelkonzeptes f{\"u}r einen optimierten Blindleistungsabruf auf Basis von Blindleistungspotentialanalysen bei Industriebetrieben im Mittelspannungsnetz}, series = {Tagungsband Tagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online)}, booktitle = {Tagungsband Tagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online)}, publisher = {Conexio-PSE GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-16-7}, doi = {10.35096/othr/pub-5870}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58704}, pages = {224 -- 233}, abstract = {Im Zuge der Energiewende ergibt sich ein Wandel in der Struktur des Elektrizit{\"a}tsversorgungsnetzes. Die Verschiebung der Erzeugungsleistung von konventionellen Großkraftwerken in h{\"o}heren Netzebenen hin zu dezentralen erneuerbaren Energieanlagen in niedrigeren Netzebenen resultiert sowohl in bidirektionalen Lastfl{\"u}ssen als auch in schwankenden Einspeisecharakteristiken. Des Weiteren folgen durch den Wegfall von Großkraftwerken als Blindleistungsquellen Leistungsdefizite in der {\"U}bertragungsnetzebene, die kompensiert werden m{\"u}ssen. Daraus resultieren Herausforderungen an einen sicheren und zuverl{\"a}ssigen Betrieb der Verteil- und {\"U}bertragungsnetze. Neue Konzepte m{\"u}ssen f{\"u}r die Erbringung von Blindleistung entwickelt werden, es soll mehr Blindleistung aus dem Verteilungsnetz zur Verf{\"u}gung gestellt werden, um die Systemstabilit{\"a}t zu wahren. Im Rahmen des Projektes Q-Integral wird das Thema „Blindleistung" (Q) ganzheitlich untersucht. Es werden dazu verschiedene Erbringungsoptionen f{\"u}r Blindleistung hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Potentiale untersucht, die in ein funktionales und effizientes Blindleistungsmanagement eingebracht werden. Die Untersuchungsans{\"a}tze daf{\"u}r sind sowohl spannungsebenen-{\"u}bergreifend als auch netzbetreiber-{\"u}bergreifend. Ein Ansatzpunkt des Projektes ist die Betrachtung der Blindleistungsbereitstellung von Industriebetrieben. Dazu wird das Potential von Betrieben, die an das Verteilnetz angeschlossen sind und Blindleistung durch Kompensations- oder Erzeugungsanlagen bereitstellen k{\"o}nnen, untersucht. Ziel ist es, das gesicherte und maximale induktive sowie kapazitive Potential zu bestimmen. Das gesicherte kapazitive Potential kann genutzt werden, um Aussagen dar{\"u}ber zu treffen, wie stark dem Spannungsfall im vorgelagerten Netz zu Starklastzeiten entgegengewirkt werden kann. Anhand des gesicherten induktiven Potentials kann ein Spannungsanstieg w{\"a}hrend Schwachlastzeiten ausgeglichen werden kann. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus dem Projekt Q-Integral vorgestellt. Dazu werden zuerst die Berechnungsgrundlagen der induktiven und kapazitiven Blindleistungspotentiale aufgezeigt und die Ergebnisse der Berechnungen vorgestellt. Die gewonnen Ergebnisse entstammen aus Messungen an einem Industriebetrieb mit Blindleistungskompensationsanlagen (BKA), den entsprechenden Reglern der Anlagen und einer installierten Kompensationsleistung von 1600 kvar. Sowohl die Lastg{\"a}nge als auch das Schaltverhalten der einzelnen Kompensationsanlagen liegen den Berechnungen zugrunde. Um den Austausch der Blindleistung an der {\"U}bergabestelle des Betriebs zum Mittelspannungsnetz netzdienlich einzustellen, bedarf es eines geeigneten Regelkonzepts, das neben den BKAs auch weitere Q-Quellen ber{\"u}cksichtigt. Deshalb wird abschließend ein Regelkonzept vorgestellt, das den technisch-optimierten Blindleistungsabruf unter Ber{\"u}cksichtigung mehrerer Blindleistungsquellen behandelt.}, language = {de} }