@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} } @inproceedings{RauchBruecklEngel, author = {Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver and Engel, Bernd}, title = {Analysis and optimization of the steady state voltage deviation demand for reactive power planning using installed reactive power sources}, series = {NEIS 2022; Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, 26-27 September 2022, Hamburg}, booktitle = {NEIS 2022; Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, 26-27 September 2022, Hamburg}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-8007-5983-5}, issn = {2510-6902}, pages = {175 -- 182}, abstract = {The provision of reactive power is one option for maintaining the grid voltage, that is defined as an ancillary service in Germany. This paper presents an approach for determining deficient voltage deviation demands within an electrical grid for long term reactive power planning investigations. In contrast to previous approaches, which evaluate the Q-behavior of extended ward elements or grid assets, voltage deviations are analyzed bus-specifically. So further reactive power planning investigations are able to scale and optimize additional reactive power sources directly on planning voltage limits using load flow sensitivity techniques. The focus lies on the analysis of the steady state demand at base case conditions. Therefore, a grid planning process is conceptualized. An optimal power flow algorithm based on Differential Evolution is used for an optimal reactive power dispatch of installed reactive power sources, e. g. reactive power compensation systems or (renewable) energy sources to minimize the total voltage deviation according to voltage limits of Transmission System Operators planning principles. Methodological and processuals specifications as well as an application use case with an exemplary transmission system are presented in this paper.}, language = {en} } @inproceedings{SchweibererRauchBrueckl, author = {Schweiberer, Philipp and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Long-term analysis of industrial reactive power potentials with consideration of plant-internal grid restrictions using the example of an industrial plant in a distribution grid}, series = {NEIS 2022; Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, 26-27 September 2022, Hamburg}, booktitle = {NEIS 2022; Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, 26-27 September 2022, Hamburg}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-8007-5983-5}, issn = {2510-6902}, pages = {51 -- 56}, abstract = {Since conventional generation plants provide a considerable share of reactive power but are gradually being shut down due to energy transition, leading to power deficits at the transmission grid level, new concepts for the supply of reactive power must be developed. As one possibility for the latter, industrial plants in the distribution grid are considered suitable, as their reactive power potentials can contribute to voltage maintenance and thus to a grid- or system-serving behavior. In this paper, the determination of reactive power potentials provided by industrial compensation systems (ICS) is presented. An industrial plant in the medium voltage grid, with three installed ICSs, is investigated. The potentials are determined and described based on their time characteristics, which provide information about the occurrence and distribution of inductive and capacitive potentials. A grid simulation of the investigated industrial grid is used to analyze the effects of retrieving the reactive power potentials regarding equipment utilizations and voltage limits.}, language = {en} } @techreport{BrixnerGnerlichJakobetal., author = {Brixner, Luis and Gnerlich, Patrick and Jakob, Jonas and Kiener, Johannes and Oberl{\"a}nder, Jonas and Pl{\"o}ßl, Moritz and Sch{\"a}chinger, Stefan and Stelz, Raphael and Wartner, Felix}, title = {FMS-Berichte Wintersemester 2023/24}, number = {1}, editor = {Fuhrmann, Thomas and Niemetz, Michael and Reindl, Andrea}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg / Fakult{\"a}t Elektro- und Informationstechnik}, doi = {10.35096/othr/pub-7779}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-77796}, pages = {47}, 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} } @techreport{BloesserBranilovicMichaeletal., author = {Bl{\"o}ßer, Julia and Branilovic, Fabio and Michael, Bretz and Ebner, Andreas and Gleich, Ralf and Inderst, Christian and Kopp, Lorenz and M{\"u}ller, Markus and Sch{\"a}chiner, Michael and von Beerfelde, Rebekka}, title = {FMS-Berichte Sommersemester 2024}, series = {FMS-Berichte Sommersemester 2024}, journal = {FMS-Berichte Sommersemester 2024}, number = {1}, editor = {Fuhrmann, Thomas and Niemetz, Michael and Reindl, Andrea}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg / Fakult{\"a}t Elektro- und Informationstechnik}, doi = {10.35096/othr/pub-7780}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-77801}, pages = {56}, 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} } @techreport{RankHeberlSterner, author = {Rank, Daniel and Heberl, Michael and Sterner, Michael}, title = {Die CO2-Bilanz der OTH [Ostbayerischen Technische Hochschule Regenburg]}, language = {de} } @article{ChatzitakisSafarovOpferkuchetal., author = {Chatzitakis, Paris and Safarov, Javid and Opferkuch, Frank and Dawoud, Belal}, title = {Experimental investigation of an absorption heat pump with organic working pairs}, series = {Applied Thermal Engineering}, volume = {163}, journal = {Applied Thermal Engineering}, number = {December}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.applthermaleng.2019.114311}, abstract = {As part of a systematic approach towards the search for alternative absorption heat pump (AHP) working pairs that could potentially provide comparable performance to conventional ones, a previous work performed a detailed theoretical cycle analysis and simulation that revealed concrete correlations between key working fluid thermophysical properties and AHP performance indicators. Following this work, targeted combinations of two organic refrigerants, 2,2,2-trifluoroethanol (TFE) and 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol (5FP) and two organic absorbents, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and 2-pyrrolidone (PYR) were tested in a prototype 5 kW AHP, based on a highly compact plate heat exchanger design, which has been previously introduced. The purpose of this effort was to test the findings of the previous work with experimental measurements. The working pair combinations were also subjected to vapor liquid equilibrium (VLE) and viscosity measurements, in order to determine reliable activity coefficient and improve the accuracy of the simulations. The experimental performance data agree well with the COP simulations and show to be consistent with the conclusions derived from the previous theoretical work.}, language = {en} } @article{HansenHoeblerPurretal., author = {Hansen, B. and Hoebler, Michael and Purr, Stephan and Meinhardt, J. and Merklein, Marion}, title = {Basics for inline measurement of tribological conditions in series production of car body parts}, series = {IOP Conference Series: Materials Science and Engineering}, volume = {651}, journal = {IOP Conference Series: Materials Science and Engineering}, publisher = {IOP Publishing}, doi = {10.1088/1757-899x/651/1/012050}, abstract = {The quality of car body parts in series production is strongly dependent on the tribological behavior. Fluctuating material properties such as the sheet roughness and the amount of lubricant have an influence on the forming process. On the basis of large amounts of data it is possible to investigate the friction behavior in series production and to make process adjustments if required. Therefore, inline measurement systems have a great potential to detect the sheet roughness during the cutting process of blanks in the coil line. Furthermore, contactless systems are advantageous as they do not damage the surface. Nevertheless, the optical measuring is influenced by the lubricant layer on top of the surface. Therefore, the previously unknown impact of the lubricant on the measuring result is investigated. Within this study, stationary optical roughness measurements have been conducted using different amounts of lubricant on hot-dip galvanized EDT steel. The results demonstrate the influence of different amounts of lubricant on the sheet roughness measurement. Hence, it is possible to correct the inline measuring results and gain knowledge of fluctuating surface roughness. In addition, strip drawing test has been carried out to investigate the effect of fluctuating tribological conditions.}, language = {en} } @inproceedings{BresinskyReusner, author = {Bresinsky, Markus and Reusner, Florian}, title = {GLOBE - Learn and Innovate Digitization by a Virtual Collaboration Exercise and Living Lab}, series = {Interactivity, Game Creation, Design, Learning, and Innovation. 6th International Conference, ArtsIT 2017, and Second International Conference, DLI 2017, Heraklion, Crete, Greece, October 30-31, 2017, Proceedings}, booktitle = {Interactivity, Game Creation, Design, Learning, and Innovation. 6th International Conference, ArtsIT 2017, and Second International Conference, DLI 2017, Heraklion, Crete, Greece, October 30-31, 2017, Proceedings}, publisher = {Springer Nature}, doi = {10.1007/978-3-319-76908-0_26}, pages = {273 -- 281}, abstract = {This paper presents an advanced interactive learning platform .dot that implements the GLOBE exercise, using innovative information and communication technologies to enhance learning and development of management and leadership skills in a complex organizational setting. GLOBE on the one hand focuses on competences around ICT and virtual collaboration, and on the other hand on digital transformation, technologies and tools at higher education institutions. By this applied science, learning and developing on the real-world platform, analysis and drive of digital innovation and transformation can be fostered. The main goal is to co-create knowledge and solutions in the following focused subjects: Management and leadership of multidisciplinary, multinational and multicultural virtual and real collaboration in a complex organizational environment. GLOBE uses real world scenarios (e.g. United Nations mission) and involves real world actors. This comprehensive educational approach should enhance learning techniques and leverage learning progress with hands-on experiences and applied science in the context of ICT and virtual collaboration, and the embodied dynamics of behavior to support innovation and development.}, language = {en} } @article{HofrichterRankHeberletal., author = {Hofrichter, Andreas and Rank, Daniel and Heberl, Michael and Sterner, Michael}, title = {Determination of the optimal power ratio between electrolysis and renewable energy to investigate the effects on the hydrogen production costs}, series = {International Journal of Hydrogen Energy}, volume = {48}, journal = {International Journal of Hydrogen Energy}, number = {5}, publisher = {Elsevier}, issn = {0360-3199}, doi = {10.1016/j.ijhydene.2022.09.263}, pages = {1651 -- 1663}, abstract = {Green hydrogen via renewable powered electrolysis has a high relevance in decarbonization and supply security. Achieving economically competitive hydrogen production costs is a major challenge in times of an energy price crisis. Our objective is to show the economically optimal installed capacity of electrolysers in relation to wind and solar power so swift and credible statements can be made regarding the system design. The ratio between renewable generation and electrolysis power as well as scaling effects, operating behaviour and development of costs are considered. Hydrogen production costs are calculated for four exemplary real PV and wind sites and different ratios of electrolysis to renewable power for the year 2020. The ideal ratio for PV systems is between 14\% and 73\% and for wind between 3.3\% and 143\% for low and high full load hours. The lowest hydrogen production costs are identified at 2.53 €/kg for 50 MW wind power and 72 MW electrolysis power. The results provide plant constructors the possibility to create a cost-optimized design via an optimum ratio of electrolysis to renewable capacity. Therefore, the procedures for planning and dimensioning of selected systems can be drastically simplified.}, language = {en} } @inproceedings{GaertnerRankHeberletal., author = {G{\"a}rtner, Sebastian and Rank, Daniel and Heberl, Michael and Gaderer, Matthias and Sterner, Michael}, title = {Integration of Power-To-Methane into Glass Melting Processes}, series = {Proceedings of the International Renewable Energy Storage Conference (IRES 2022)}, volume = {16}, booktitle = {Proceedings of the International Renewable Energy Storage Conference (IRES 2022)}, publisher = {Atlantis Press}, issn = {2589-4943}, doi = {10.2991/978-94-6463-156-2_12}, pages = {147 -- 161}, abstract = {The glass industry is facing increased challenges regarding climate protection targets and rising energy costs. The integration of renewable energy including conversion and storage is a key for both challenges in this energy-intensive industrial sector, which has been mainly relying on fossil gas so far. The options considered to this point for reducing CO2 emissions and switching to a renewable energy supply involve far-reaching changes of the established melting processes. This entails significant risks in terms of influences on glass quality and stable production volumes. The presented approach for the integration of a Power-to-Methane (PtM) system into the glass industry is a completely new concept and has not been considered in detail before. It allows the use of established oxyfuel melting processes, the integration of fluctuating renewable energy sources and a simultaneous reduction of CO2 emissions by more than 78\%. At the same time, natural gas purchases become obsolete. A techno-economic evaluation of the complete PtM process shows, that 1,76 €/m3 or 1,26 €/kg synthetic natural gas are possible with renewable energy supply. Using electricity from the energy grid would require electricity prices < 0,126 €/kWh to allow cost competitive PtM processes in the glass industry. Such electricity prices could be achieved by electricity market-based optimization and operation of the PtM system. This operation strategy would require AI-based algorithms predicting availabilities and prices on future-based markets.}, language = {en} }