@techreport{BraeuerZwickReifetal., author = {Br{\"a}uer, Armin and Zwick, Christian and Reif, Florian and Kick, Andreas and Albrecht, Manuel and Mayer, Christoph and Baddour, Mahmoud and Stober, Lukas and Kirmeier, Andreas and Griesbeck, Sebastian and Reger, Simon}, title = {FMS-BERICHTE WINTERSEMESTER 2021/2022}, 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-5437}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-54371}, pages = {II, 56}, abstract = {Dieser Bericht entstand im Rahmen der Lehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)" im Wintersemester 2021/22 auf Initiative der Studierenden des Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)". 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} } @article{ZacherlWopperSchwanzeretal., author = {Zacherl, Florian and Wopper, Christoph and Schwanzer, Peter and Rabl, Hans-Peter}, title = {Potential of the Synthetic Fuel Oxymethylene Ether (OME) for the Usage in a Single-Cylinder Non-Road Diesel Engine: Thermodynamics and Emissions}, series = {Energies}, volume = {15}, journal = {Energies}, number = {21}, publisher = {MDPI}, doi = {10.3390/en15217932}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55350}, pages = {1 -- 26}, abstract = {Non-road sectors, such as agriculture and construction machinery, require high energy densities and flexibility in use, which is why diesel engines are mainly used. The use of climate-neutral fuels, produced from renewable energies, such as Oxymethylene Ether (OME) as a diesel substitute, can significantly reduce CO2 and pollutant emissions in these sectors. In addition to CO2 neutrality, OME also offers improved combustion characteristics compared to diesel fuel, eliminating the soot-NOx trade-off and thus enabling new opportunities in engine design and calibration. In this paper, the combustion of pure OME on a close-to-production, single-cylinder non-road diesel engine with a pump-line-nozzle injection system is analyzed. A variation of the center of combustion at constant power output was performed for diesel and OME at different operating points. Two injectors were investigated with OME. A study on ignition delay and a detailed thermodynamic analysis was carried out. In addition, the exhaust emissions CO, NOx, VOC, as well as particulate-matter, -number and -size distributions were measured. With OME, a significantly shorter ignition delay as well as a shortened combustion duration could be observed, despite a longer injection duration. In addition, the maximum injection pressure increases. VOC and CO emissions are reduced. Particulate matter was reduced by more than 99\% and particle number (>10 nm) was reduced by multiple orders of magnitude. The median of the particle size distribution shifts from 60 to 85 nm (diesel) into a diameter range of sub 23 nm (OME). A significant reduction of NOx emissions with OME enables new degrees of freedom in engine calibration and an efficiency advantage without hardware adaption.}, language = {en} } @misc{ReindlErikssonNiemetzetal., author = {Reindl, Andrea and Eriksson, Lars and Niemetz, Michael and Sangyoung, Park and Meier, Hans}, title = {Control Concepts for a Decentralized Battery Management System Decentralized Battery Management System Global Control Level}, series = {16th International Renewable Energy Storage Conference (IRES2022), 20 to 22 September 2022, D{\"u}sseldorf}, journal = {16th International Renewable Energy Storage Conference (IRES2022), 20 to 22 September 2022, D{\"u}sseldorf}, publisher = {Eurosolar}, language = {en} } @inproceedings{Franke, author = {Franke, Ariane}, title = {Electricity load forecasting for industrial microgrid and load management}, series = {Applied Research Conference 2022 Conference Proceedings: 4th July 2022, University of Applied Sciences Ansbach (Onsite Conference)}, booktitle = {Applied Research Conference 2022 Conference Proceedings: 4th July 2022, University of Applied Sciences Ansbach (Onsite Conference)}, editor = {Uhl, Christian and Walter, Michael and Stiehl, Annika}, publisher = {Hochschule Ansbach}, address = {Ansbach}, doi = {10.25929/qbwt-zf40}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-68231}, pages = {405 -- 409}, abstract = {As more energy systems from renewable sources and the electricity market becomes more volatile, new solutions to ensure the security of supply are tested. Microgrids offer a possibility to prevent construction downtime. In order to use the energy sources and storage facilities of the microgrid effectively, load forecasting algorithms are essential. Thus, in this study a short term load forecasting model for a construction company is designed, that will be used for managing a microgrid as well as the general load consumption. This paper proposes the use of the XGBoost algorithm for the 36-hour forecast including predictors based on past measurements as well as information extracted from the timestamp. Moreover, it is shown that including load profiles attained by conventional methods has the potential to improve the accuracy of the model.}, language = {en} } @techreport{KlitsmanStaudacherBrueckletal., author = {Klitsman, Maksym and Staudacher, Lars and Br{\"u}ckl, Oliver and Eller, Johannes and Brey, Ludwig and Eigenstetter, Florian}, title = {neos - NetzEntwicklungsOffensive Strom - Schlussbericht}, doi = {10.35096/othr/pub-4524}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-45248}, pages = {143}, abstract = {Im Zuge der Energiewende werden die erneuerbaren Energien zur tragenden S{\"a}ule unserer Stromversorgung. Bis 2025 sollen bundesweit 40-45 \% des Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen, bis 2050 sogar 80 \%. Dabei wird der erzeugte Strom haupts{\"a}chlich aus Wind und Sonne stammen. Im Norden der Bundesrepublik wird Wind die Erzeugung dominieren, w{\"a}hrend im S{\"u}den, insbesondere in Bayern der Strom vornehmlich aus Photovoltaik gewonnen werden wird. Um die Ziele der Energiewende zu erreichen, wird neben den ausreichenden Erzeugungskapazit{\"a}ten auch eine leistungsf{\"a}hige Infrastruktur zur Verteilung und Nutzung des erneuerbaren Stroms notwendig sein. Planbarkeit und Sicherung der Versorgungsqualit{\"a}t bei zunehmenden Anteilen von volatiler Erzeugung werden dabei zu einer immer gr{\"o}ßeren Herausforderung. Das Projekt neos hat im engen Verbund mit den beteiligten Partnern wichtige tagesaktuelle Fragestellungen wissenschaftlich er{\"o}rtert und untersucht, die sich durch die laufende Transformation des Energiesystems und den rasanten Ausbau der Anlagen zur erneuerbaren Energieerzeugung den Projektpartnern stellen.}, subject = {Intelligentes Stromnetz}, language = {de} } @article{SchaechingerBruecklBeckeretal., author = {Sch{\"a}chinger, J. and Br{\"u}ckl, Oliver and Becker, Mark and Lechner, Raphael}, title = {Results of the Research Project Optibiosy: Biogas plants as stabilizers of the power system?}, series = {BWK ENERGIE}, volume = {74}, journal = {BWK ENERGIE}, number = {11-12}, publisher = {VDI-Verlag}, address = {D{\"u}sseldorf}, issn = {1436-4883}, pages = {34 -- 39}, language = {en} } @article{WalterSchwanzerSteineretal., author = {Walter, Stefanie and Schwanzer, Peter and Steiner, Carsten and Hagen, Gunter and Rabl, Hans-Peter and Dietrich, Markus and Moos, Ralf}, title = {Mixing Rules for an Exact Determination of the Dielectric Properties of Engine Soot Using the Microwave Cavity Perturbation Method and Its Application in Gasoline Particulate Filters}, series = {Sensors}, volume = {22}, journal = {Sensors}, number = {9}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/s22093311}, pages = {1 -- 17}, abstract = {In recent years, particulate filters have become mandatory in almost all gasoline-powered vehicles to comply with emission standards regarding particulate number. In contrast to diesel applications, monitoring gasoline particulate filters (GPFs) by differential pressure sensors is challenging due to lower soot masses to be deposited in the GPFs. A different approach to determine the soot loading of GPFs is a radio frequency-based sensor (RF sensor). To facilitate sensor development, in previous work, a simulation model was created to determine the RF signal at arbitrary engine operating points. To ensure accuracy, the exact dielectric properties of the soot need to be known. This work has shown how small samples of soot-loaded filter are sufficient to determine the dielectric properties of soot itself using the microwave cavity perturbation method. For this purpose, mixing rules were determined through simulation and measurement, allowing the air and substrate fraction of the sample to be considered. Due to the different geometry of filter substrates compared to crushed soot samples, a different mixing rule had to be derived to calculate the effective filter properties required for the simulation model. The accuracy of the determined mixing rules and the underlying simulation model could be verified by comparative measurements on an engine test bench.}, language = {en} } @unpublished{GaertnerMarxSchubachGadereretal., author = {G{\"a}rtner, Sebastian and Marx-Schubach, Thomas and Gaderer, Matthias and Schmitz, Gerhard and Sterner, Michael}, title = {Introduction of an Innovative Energy Concept for low Emission Glass Melting based on Carbon Capture and Usage}, doi = {10.31224/2642}, abstract = {Due to the very high fossil energy demand, the glass industry is looking for innovative approaches for the reduction of CO2 emissions and the integration of renewable energy sources. In this paper, we present a novel power-to-gas concept, which has no impact on established melting processes and discuss it for this purpose. A special focus is set on the required CO2 capture from typical flue gases in the glass industry, as this process has not been investigated in detail yet. We used a process simulation approach to investigate post-combustion CO2 capture by absorption processes, followed by a techno-economic evaluation. Our investigations found the designed CO2 capture plant to be approx. 400 times smaller than absorption based CO2 separation processes for conventional power plants. Due to the many options for waste heat utilization, the waste heat required for CO2 desorption can be generated in a particularly efficient and cost-effective way. The resulting CO2 avoidance costs range between 41-42 €/t CO2, depending on waste heat utilization for desorption, and thus offer a cost effective way of CO2 removal from glass industry melting processes. These costs are well below the values of 50-65 €/t CO2 described so far for comparable industrial applications. In addition, we describe optimization options, like solvent and process improvements, to enable further cost reductions. These results motivate further research and development on the overall process presented in this work.}, language = {en} } @article{KaulBoellmannThemaetal., author = {Kaul, Anja and Boellmann, Andrea and Thema, Martin and Kalb, Larissa and Stoeckl, Richard and Huber, Harald and Sterner, Michael and Bellack, Annett}, title = {Combining a robust thermophilic methanogen and packing material with high liquid hold-up to optimize biological methanation in trickle-bed reactors}, series = {Bioresource technology}, volume = {345}, journal = {Bioresource technology}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.biortech.2021.126524}, abstract = {The hydrogen gas-to-liquid mass transfer is the limiting factor in biological methanation. In trickle-bed reactors, mass transfer can be increased by high flow velocities in the liquid phase, by adding a packing material with high liquid hold-up or by using methanogenic archaea with a high methane productivity. This study developed a polyphasic approach to address all methods at once. Various methanogenic strains and packings were investigated from a microbial and hydrodynamic perspective. Analyzing the ability to produce high-quality methane and to form biofilms, pure cultures of Methanothermobacter performed better than those of the genus Methanothermococcus. Liquid and static hold-up of a packing material and its capability to facilitate attachment was not attributable to a single property. Consequently, it is recommended to carefully match organism and packing for optimized performance of trickle-bed reactors. The ideal combination for the ORBIT system was identified as Methanothermobacter thermoautotrophicus IM5 and DuraTop (R).}, language = {en} } @article{SelmairMaurerLaietal., author = {Selmair, Maximilian and Maurer, Tobias and Lai, Chun-Han and Grant, David}, title = {Enhancing the efficiency of charging \& parking processes for Autonomous Mobile Robot fleets}, series = {Journal of Power Sources}, volume = {521}, journal = {Journal of Power Sources}, number = {3}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.jpowsour.2021.230894}, abstract = {The allocation of tasks to Autonomous Mobile Robots in a production setting in combination with the most efficient parking and charging processes are the focus of this paper. This study presents a simulative evaluation of the theoretical allocation methods developed in Selmair and Maurer (2020) combined with either hard or dynamic availability rules to ascertain the most efficient parameters of an Autonomous Mobile Robot System. In order to quantify this efficiency, the following Key Performance Indicator (KPI) were considered: number of delayed orders, driven fleet metres and the percentage of available Autonomous Mobile Robot as determined by their state of charge. Additionally, as an alternative energy source, a fast-charging battery developed by Battery Streak Inc. was included in this study. The results show that, in comparison to a conventional and commonly used trivial strategy, our developed strategies provide superior results in terms of the relevant KPI.}, language = {en} } @article{MikhaeilGadererDawoud, author = {Mikhaeil, Makram and Gaderer, Matthias and Dawoud, Belal}, title = {Experimental Investigation of the Adsorption and Desorption Kinetics on an Open-Structured Asymmetric Plate Heat Exchanger; Matching Between Small-Scale and Full-Scale Results}, series = {Frontiers in Energy Research}, volume = {10}, journal = {Frontiers in Energy Research}, publisher = {Frontiers}, doi = {10.3389/fenrg.2022.818486}, pages = {1 -- 15}, abstract = {This paper introduces the results of an experimental study on the adsorption and desorption kinetics of a commercially available, open-structured asymmetric plate heat exchanger adapted to act as an adsorber/desorber for the application in adsorption heat transformation processes. In addition, a volumetric large temperature jump (V-LTJ) kinetic setup was applied to measure the adsorption and desorption kinetics of a small-scale adsorbent sample prepared dedicatedly to be representative for the adsorbent domain inside the investigated adsorber plate heat exchanger (APHE). All kinetic results of the small-scale adsorbent sample and the APHE were fitted into exponential forms with a single characteristic time constant (τ) with a coefficient of determination (R2) better than 0.9531. A very good matching between the small-scale and full-scale adsorption kinetic measurements was obtained, with an average relative deviation of 12.3\% in the obtained τ-values. In addition, the kinetic data of the small-scale adsorbent sample were utilized for estimating the expected specific instantaneous and moving average powers of the evaporator/condenser heat exchanger. The average relative deviation (ARD) between the moving average specific evaporator powers obtained from the small-scale and the full-scale measurements amounts between 5.4 and 15.1\%.}, language = {en} } @inproceedings{BuenteRillRuggaberetal., author = {B{\"u}nte, Tilman and Rill, Georg and Ruggaber, Julian and Tobol{\´a}ř, Jakub}, title = {Modelling and Validation of the TMeasy Tyre Model for Extreme Parking Manoeuvres}, series = {Advances in Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks II, Proceedings of the 27th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2021): August 17-19, 2021, Saint Petersburg, Russia}, booktitle = {Advances in Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks II, Proceedings of the 27th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2021): August 17-19, 2021, Saint Petersburg, Russia}, editor = {Orlova, Anna and Cole, David}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, isbn = {978-3-031-07305-2}, doi = {10.1007/978-3-031-07305-2_94}, pages = {1015 -- 1025}, abstract = {The TMeasy is a tyre model suitable for vehicle handling analyses and enables easy parametrisation. Recently, a convenient interface to Modelica was implemented by DLR to support the TMeasy also for vehicle modelling in multi-physical domains. This paper focuses especially on the particular problem of reliable reproduction of the tyre's bore torque which occurs during parking manoeuvres. It outlines the theory behind it, discusses the Modelica interface implementation, and presents the results of parameter identification which were achieved based on real experiments with DLR's research platform ROboMObil.}, language = {en} } @inproceedings{RiegerOetjenvandeParetal., author = {Rieger, Anna and Oetjen, Arne and van de Par, Steven and Rabl, Hans-Peter}, title = {Einfluss der Dissonanz auf die Wahrnehmung der Ger{\"a}uschqualit{\"a}t}, series = {Fortschritte der Akustik DAGA 2022: 48. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 21. - 24. M{\"a}rz 2022, Stuttgart und Online}, volume = {48}, booktitle = {Fortschritte der Akustik DAGA 2022: 48. Jahrestagung f{\"u}r Akustik, 21. - 24. M{\"a}rz 2022, Stuttgart und Online}, publisher = {Deutsche Gesellschaft f{\"u}r Akustik e.V.}, address = {Stuttgart}, language = {de} } @article{EmbergerAltmannGebhardetal., author = {Emberger, Peter and Altmann, Robert and Gebhard, J{\"u}rgen and Thuneke, Klaus and Winkler, Markus and T{\"o}pfer, Georg and Rabl, Hans-Peter and Remmele, Edgar}, title = {Combustion characteristics of pure rapeseed oil fuel after injection in a constant volume combustion chamber with a non-road mobile machinery engine solenoid injector}, series = {Fuel}, journal = {Fuel}, number = {320}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.fuel.2022.123979}, abstract = {Pure rapeseed oil fuel (R100) according to standard DIN 51605 is a greenhouse gas saving option for the mobility sector. With its high energy density close to diesel fuel, R100 is suitable to operate non-road mobile machinery with a high power demand and long operating time, where electric drives reach their limits. Advantages are indicated for its use in environmentally sensitive areas like agriculture since R100 is highly biodegradable and non-toxic. However, R100 is characterised by differing physical and chemical properties compared to diesel. The objective of the research is to investigate the differences in the ignition and combustion behaviour of R100 compared to diesel fuel (DF). For this purpose, a constant volume combustion chamber is used, which is equipped with a modern solenoid injector for engines of non-road mobile machinery. The researched injector shows a different hydraulic behaviour when using R100 compared to DF in that the injected fuel mass is lower with R100 than with DF. In combination with the 14 \% by mass lower calorific value, less energy output is determined with R100. When varying the injection pressure, the impact on the ignition delay and combustion behaviour is much higher for R100 than for DF. Specifically, an increase of the injection pressure supports mixture preparation and thus partially compensates the differing physical properties of R100. The results of ignition delay measurements and net heat release analysis are as follows: At low load conditions with low injection pressure as well as a low combustion chamber temperature and pressure, R100 ignites later and shows a further delayed combustion compared to diesel. The opposite is observed for medium and high load conditions, where R100 ignites faster and without delayed combustion in comparison to DF. Thus, an adjustment of the heat release of R100 at the same level as for DF is possible by modifying the injection strategy. The research shows that for an optimised combustion of R100 the injection settings must be adjusted for every operation point separately. The results indicate how the injection parameters should be adjusted for different load conditions to realise a high-quality engine calibration for R100.}, language = {en} } @inproceedings{Rill, author = {Rill, Georg}, title = {A Three-Dimensional and Nonlinear Virtual Test Car}, series = {ENOC 2022, book of abstracts, 10th European Nonlinear Dynamics Conference: July 17-22, 2022, Lyon, France}, booktitle = {ENOC 2022, book of abstracts, 10th European Nonlinear Dynamics Conference: July 17-22, 2022, Lyon, France}, address = {Lyon}, pages = {49 -- 58}, abstract = {Virtual testing procedures have become a standard in vehicle dynamics. The increasing complexity of driver assistance sys- tems demand for more and more virtual tests, which are supposed to produce reliable results even in the limit range. As a consequence, simplified vehicle models, like the classical bicycle model or 4-wheel vehicle models, have to be replaced by a fully three-dimensional and nonlinear vehicle model, which also encompasses the details of the suspension systems. This paper presents a passenger car model, where the chassis, the four knuckles, and the four wheels are described by rigid bodies, the suspension system is modeled by the generic design kinematics, and the TMeasy tire model provides the tire forces and torques in all driving situations.}, language = {en} } @inproceedings{ArrietaCastroRill, author = {Arrieta Castro, Abel and Rill, Georg}, title = {Kinematic Versus Elasto-Kinematic Model of a Twistbeam Suspension}, series = {Advances in Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks II, proceedings of the 27th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2021): August 17-19, 2021, Saint Petersburg, Russia}, booktitle = {Advances in Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks II, proceedings of the 27th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2021): August 17-19, 2021, Saint Petersburg, Russia}, editor = {Orlova, Anna and Cole, David}, publisher = {Springer Nature}, doi = {10.1007/978-3-031-07305-2_59}, pages = {505 -- 605}, abstract = {The Twistbeam axle suspension is a cheap and robust layout for rear axles at front wheel driven midsize cars. Appropriate models have to take the elastic deformation of the torsion beam into account. A Finite Element approach requires detailed informations of the material properties and the shape which are usually only available in the final production stage. This paper presents a lumped mass model which can easily be integrated into a multibody vehicle model and can be used in the early stage of development. An approximation by the design kinematics further reduces the complexity of the model and considers only the kinematic properties of the Twistbeam suspension. Simulations using a nonlinear and three-dimensional vehicle model with different maneuvers, such as steady-state cornering, step steer input, and driving straight ahead on random road, demonstrate the performance and, in particular, the difference of the presented Twistbeam suspension models.}, language = {en} } @inproceedings{WagnerAlAbadiBuchner, author = {Wagner, Marcus and Al-Abadi, Ali and Buchner, Stefan}, title = {A Numerical-Based Model to Determine the Resonance of the Steel Cores of Transformers}, series = {ARWtr 2022 proceedings : 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr), October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain}, booktitle = {ARWtr 2022 proceedings : 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr), October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain}, editor = {L{\´o}pez-Fern{\´a}ndez, Xose M.,}, publisher = {IEEE}, isbn = {978-84-09-45157-9}, doi = {https://doi.org/10.23919/ARWtr54586.2022.9959938}, pages = {36 -- 41}, abstract = {The laminated steel core of transformers is one of the main sources of the generated sound, as it is excited by different electromagnetic effects during its normal operation. If the core is excited in its eigenfrequencies, the sound generated by a transformer will increase significantly. Therefore, knowledge of the core's eigenmodes and -frequencies in an early design stage can decrease expenses by avoiding costly modifications that might be required to avoid the sound levels exceeding the specified values after the final factory acceptance test. The current study focuses on developing a core resonance model to determine the eigenmodes and -frequencies of a transformer core. The core's geometry was simplified to a connected-beam structure and a numerical-based approach was applied. The accuracy of the developed model was validated against finite element method (FEM), using ANSYS on a reference core model.}, language = {en} } @inproceedings{KoernerReindlMeieretal., author = {K{\"o}rner, Patrick and Reindl, Andrea and Meier, Hans and Niemetz, Michael}, title = {A Theoretical Comparison of Different Virtual Synchronous Generator Implementations on Inverters}, series = {2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe): 05-09 September 2022, Hannover, Germany}, booktitle = {2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe): 05-09 September 2022, Hannover, Germany}, publisher = {IEEE}, pages = {9}, abstract = {The goal to overcome the global climate crisis leads to a rising demand for the usage of Renewable Energy Sources (RES). Decentralized control strategies are needed to allow the integration of RES into the grid. The Virtual Synchronous Generator (VSG) is proposed as a method to add virtual inertia to the grid by emulating the rotating mass of a Synchronous Generator (SG) on the control algorithm of an inverter. This paper presents the VSG control structure as well as the mathematical description in a unified form. Due to the fact that classical droop control can be seen as a special form of the VSG, their correlation is highlighted by evaluating the steady state output characteristics of the inverter. Furthermore, a theoretical comparison between different VSG topologies, including the VISMA-Method 2 and the synchronverter, is given. In order to achieve better voltage stability, principles to add virtual impedance to the inverter's output are described.}, language = {en} } @inproceedings{LaloSailerMottoketal., author = {Lalo, Erjola and Sailer, Andreas and Mottok, J{\"u}rgen and Siemers, Christian}, title = {Overhead-Aware Schedule Synthesis for Logical Execution Time (LET) in Automotive Systems}, series = {2022 IEEE 35th International System-on-Chip Conference (SOCC): 05-08 September 2022, Belfast, United Kingdom}, booktitle = {2022 IEEE 35th International System-on-Chip Conference (SOCC): 05-08 September 2022, Belfast, United Kingdom}, publisher = {IEEE}, isbn = {978-1-6654-5985-3}, doi = {10.1109/SOCC56010.2022.9908103}, pages = {1 -- 6}, abstract = {The Logical Execution Time (LET) has recently been integrated in multi-core automotive systems to ensure timing and dataflow determinism. Although buffering mechanisms are introduced to incorporate LET semantics, they do not guarantee that tasks are executed within their LET frames. In fact, LET and buffering semantics are violated if scheduling is not designed to execute all tasks within their LET frames and in a specific order. In this paper, we describe a scheduling synthesis technique for Fixed-Priority Scheduling (FPS) to achieve resource-efficient execution of LET systems. The proposed approach considers LET semantics, scheduling overheads, and delays caused by operating system operations and provides the possibility to optimize the schedule with respect to aspects like scheduling overheads. Our performance and feasibility evaluation shows that the proposed algorithm provides results in a reasonable amount of time for models of complex industrial applications. Thus, the integration of the proposed algorithm into an automated process is of high benefit to accelerate the development of vehicle applications.}, language = {en} } @incollection{BauerGawlikSterneretal., author = {Bauer, Franz and Gawlik, Julia and Sterner, Michael and Hamacher, Thomas}, title = {{\"U}bergreifende Energiesystemmodellierung}, series = {Optionen f{\"u}r ein nachhaltiges Energiesystem mit Power-to-X-Technologien: Transformation - Anwendungen - Potentiale. 4. Roadmap des Kopernikus-Projektes P2X, Phase II}, booktitle = {Optionen f{\"u}r ein nachhaltiges Energiesystem mit Power-to-X-Technologien: Transformation - Anwendungen - Potentiale. 4. Roadmap des Kopernikus-Projektes P2X, Phase II}, editor = {Ausfelder, Florian and Du Tran, Dinh}, publisher = {DECHEMA Gesellschaft f{\"u}r Chemische Technik und Biotechnologie e.V.}, address = {Frankfurt a.M.}, isbn = {978-3-89746-238-0}, pages = {17 -- 35}, language = {de} } @inproceedings{WagnerLehrerFrankeetal., author = {Wagner, Marcus and Lehrer, Tobias and Franke, Markus and Al-Abadi, Ali and Gamil, Ahmed}, title = {A Tank Resonance Model for Power Transformers}, series = {ARWtr 2022 proceedings, 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr): October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain}, booktitle = {ARWtr 2022 proceedings, 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr): October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain}, publisher = {IEEE}, organization = {Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)}, doi = {10.23919/ARWtr54586.2022.9959917}, pages = {7 -- 12}, abstract = {During the factory acceptance test, the sound levels are measured. If the measured sound levels exceed pre-specified values, modifications on the transformer's active part and/or tank need to be conducted. Tank resonance, if occurs, at twice main power frequency and its higher harmonics is one of the main reasons of amplifying the generated sound levels. Therefore, it is preferable to know already in the design stage about the occurrence of the tank resonance and propose reliable tank solutions. The current study presents a newly developed model for calculating the mode shapes and its corresponding eigenfrequencies of the tank.}, language = {en} } @article{GamischHuberGadereretal., author = {Gamisch, Bernd and Huber, Lea and Gaderer, Matthias and Dawoud, Belal}, title = {On the Kinetic Mechanisms of the Reduction and Oxidation Reactions of Iron Oxide/Iron Pellets for a Hydrogen Storage Process}, series = {Energies}, volume = {15}, journal = {Energies}, number = {21}, publisher = {MDPI}, doi = {10.3390/en15218322}, abstract = {This work aims at investigating the kinetic mechanisms of the reduction/oxidation (redox) reactions of iron oxide/iron pellets under different operating conditions. The reaction principle is the basis of a thermochemical hydrogen storage system. To simulate the charging phase, a single pellet consisting of iron oxide (90\% Fe2O3, 10\% stabilising cement) is reduced with different hydrogen (H2) concentrations at temperatures between 600 and 800 °C. The discharge phase is initiated by the oxidation of the previously reduced pellet by water vapour (H2O) at different concentrations in the same temperature range. In both reactions, nitrogen (N2) is used as a carrier gas. The redox reactions have been experimentally measured in a thermogravimetric analyser (TGA) at a flow rate of 250 mL/min. An extensive literature review has been conducted on the existing reactions' kinetic mechanisms along with their applicability to describe the obtained results. It turned out that the measured kinetic results can be excellently described with the so-called shrinking core model. Using the geometrical contracting sphere reaction mechanism model, the concentration- and temperature-dependent reduction and oxidation rates can be reproduced with a maximum deviation of less than 5\%. In contrast to the reduction process, the temperature has a smaller effect on the oxidation reaction kinetics, which is attributed to 71\% less activation energy (Ea,Re=56.9 kJ/mol versus Ea,Ox=16.0 kJ/mol). The concentration of the reacting gas showed, however, an opposite trend: namely, to have an almost twofold impact on the oxidation reaction rate constant compared to the reduction rate constant.}, language = {en} } @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{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} } @misc{WalterSchwanzerHagenetal., author = {Walter, Stefanie and Schwanzer, Peter and Hagen, Gunter and Rabl, Hans-Peter and Dietrich, Markus and Moos, Ralf}, title = {Combined Ash and Soot Monitoring in Gasoline Particulate Filters with a Radio-Frequency-Based Sensor}, series = {SAE World Congress Experience, April 5-7, 2022, Detroit, Michigan, USA}, journal = {SAE World Congress Experience, April 5-7, 2022, Detroit, Michigan, USA}, abstract = {In recent years, it turned out that primarily the number of ultrafine particles and not their mass is relevant in terms of harmful health effects. Therefore, exhaust emission standards are constantly being tightened with regard to the particulate number. To meet the emission limits, particulate filters have become necessary for gasoline engines. Similar to diesel applications, gasoline particulate filters (GPFs) can be monitored via differential pressure measurement or via a radio-frequency approach (RF-sensor). The latter is based on the influence of the soot conductivity on the electromagnetic field. To control the GPF, ash detection is of crucial importance besides the soot load monitoring. With the differential pressure system, this is only possible with high uncertainties due to the low pressure increase caused by ash. The RF-sensor, however, has already demonstrated its potential for ash detection in diesel applications. In order to verify the applicability of the system for GPFs, filters were loaded via a method for fast ash loading. Thereby, it was shown that by evaluating resonant modes - especially the resonant frequency - the ash loading can easily be measured as long as the filter is soot-unloaded. In contrast, soot loading can be determined independently from this by considering a frequency-averaged transmission signal between the antennas of the RF-sensor. Using a setup for radio-frequency material characterization, the dielectric parameters of the generated ash were also measured. In comparison with the properties of the synthetic soot PrintexU, ash showed significantly lower dielectric losses. Thus, the evaluation of the loss-dependent quality factor, which is only possible at low soot loadings, allows a precise conclusion whether the filter is completely soot-free. Furthermore, using synthetic soot loading, it could be shown that soot detection via the averaged transmission signal is not affected by ash. In summary, it could be shown that with the RF-sensor, ash and soot can be simultaneously detected.}, language = {en} } @phdthesis{Schwanzer, author = {Schwanzer, Peter}, title = {Experimentelle Untersuchungen zur On-Board {\"U}berwachung von Partikelfiltern f{\"u}r den Einsatz an direkteinspritzenden Benzinmotoren}, publisher = {Verlag Dr. Hut}, address = {M{\"u}nchen}, isbn = {978-3-8439-5101-2}, pages = {194}, abstract = {This thesis deals with the development of a methodology for an improved on-board diagnosis of particulate filters in vehicles with gasoline direct injection (GDI) technology with regard to future emission legislations. In order to comply with statutory particle number limits, particulate filters are used in the exhaust gas aftertreatment for GDI-engines. The currently applied method for diagnostic purposes, a differential pressure sensor, will not be suitable for future legislations. Therefore, an on-board strategy with real-time ability shall be developed. To achieve this, the application of novel sensor concepts has been investigated, namely electrostatic soot sensors (ePM sensor) and radio frequency antennas (RF sensor). Due to the results of the ePM-sensors, no methodology for an on-board diagnosis based on an ePM sensor concept was made. The RF sensor showed varying sensitivities for different soot and different quantities of volatile components in the filter element. The analysis of the oxidation processes showed that the regeneration of the filter element is detected by the RF sensor. Furthermore, the stored amount of ash could be captured. Due to these findings, a concept for an improved on-board diagnosis strategy by means of an RF sensor concept was developed. In the course of the work it turned out that a combined sensor concept consisting of a differential pressure sensor and a RF sensor is most suitable. In a validation process, this sensor concept showed sufficient results concerning the detection capability of soot and ash loads as well as of the degree of damage of particulate filters. Especially for small amounts of ash, this sensor concept showed specific advantage. Also, the determination of the current amount of soot in the filter element proved to be suitable. Regarding the detection of damages, the sensor concept convinces through a higher sensitivity.}, language = {de} } @phdthesis{Grauvogl, author = {Grauvogl, Dominik}, title = {Multiphysikalische Auslegung einer fremderregten Synchronmaschine mit magnetischer Asymmetrie f{\"u}r einen Hochvolt-Achsantrieb}, editor = {Gerling, Dieter}, publisher = {Shaker Verlag}, address = {D{\"u}ren}, isbn = {9783844085532}, pages = {260}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird eine fremderregte Synchronmaschine als Achsantrieb f{\"u}r ein Elektrofahrzeug entwickelt. Als Grundlage hierf{\"u}r dient ein bereits vorhandener Stator einer permanenterregten Synchronmaschine. Durch die Wiederverwendung des Stators ist eine maschinentypunabh{\"a}ngige Baukastenerweiterung in Form eines magnetfreien Rotors gegeben, wodurch die {\"o}konomischen und {\"o}kologischen Nachteile der Permanentmagnete ausgeschlossen sind. Bei der Auslegung des Rotors wird von Beginn an ein multiphysikalischer Entwicklungsansatz gew{\"a}hlt, mit dem der praxistaugliche Einsatz f{\"u}r den modularen Baukasten sichergestellt ist. Dabei ist die elektromagnetische Auslegung iterativ auf die mechanische Blechpaketfestigkeit, das thermische Verhalten und die magnetischen Ger{\"a}usche abgestimmt. In Kombination mit den gesetzten Restriktionen ergibt sich ein neuartiges asymmetrisches Polschuhdesign mit dem es m{\"o}glich ist, das geforderte Drehmoment mit gen{\"u}gend kleiner Welligkeit ohne eine Rotorschr{\"a}gung zu erreichen. Die Simulationsergebnisse sind durch die Vermessung eines aufgebauten Prototyps validiert und best{\"a}tigt. Ein abschließender Simulationsvergleich mit der baugleichen permanenterregten Synchronmaschine zeigt, dass die fremderregte Synchronmaschine hinsichtlich Performance, Wirkungsgrad und Ger{\"a}uschverhalten eine konkurrenzf{\"a}hige Alternative dazu ist.}, language = {en} } @phdthesis{Weber, author = {Weber, Sebastian}, title = {Charakterisierung verschiedener Wassereinspritztechnologien f{\"u}r Ottomotoren}, doi = {10.25673/86462}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ma9:1-1981185920-884176}, pages = {xvii, 151}, abstract = {Die Reduktion von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission bei gleichzeitiger Verbesserung der Fahrleistung bei kleinerem Hubraum und reduzierter Zylinderzahl, die erh{\"o}hte Performance und die Kompatibilit{\"a}t mit elektrifizierten Komponenten beschreiben die aktuellen Ziele und Herausforderungen der modernen Ottomotorentwicklung. Um alle Herausforderungen zu erf{\"u}llen, muss ein st{\"o}chiometrischer Betrieb sichergestellt werden. Dabei kann es jedoch an der Volllast zur {\"U}berschreitung thermischer Grenzen im Abgaspfad kommen, weswegen die Abgastemperatur ohne Leistungsverluste abgesenkt werden muss. Die Wassereinspritzung kombiniert Downsizing, Leistungssteigerung und die Verbesserung der Schadstoffemissionen wirkungsvoll miteinander und k{\"o}nnte einen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten. Um ein optimales Systemlayout zu erarbeiten, sind prozessuale Betrachtungen oft nicht ausreichend. Vielmehr m{\"u}ssen die Ph{\"a}nomene im Brennraum beobachtet werden. Schwerpunktm{\"a}ßig sind dies die Einbringung des Wassers, der Wandkontakt, die Spray- und Wandfilmverdampfung und somit die Wirksamkeit der Abgastemperaturreduktion und die Verbesserung des indizierten Wirkungsgrads. In einem ersten Schritt werden die Thermodynamik bei Wassereinspritzung analysiert und verschiedene Einspritztechnologien miteinander verglichen. Fokussiert wird die Verbrennung, die Ver{\"a}nderung in den gasf{\"o}rmigen und festen Abgasbestandteilen und die mechanische Belastung der Aggregate durch die Verbesserung der Z{\"u}ndwinkel. Die Mischungseinspritzung {\"u}ber den zentralen Hochdruckinjektor vereint den geringsten Wasserverbrauch mit bestm{\"o}glicher Schwerpunktlage, starker Reduktion des Partikelausstoßes und akzeptabler Erh{\"o}hung der mechanischen Belastung und ist damit das favorisierte Konzept. Neben den prozessualen Betrachtungen werden mit einem optisch zug{\"a}nglichen Versuchstr{\"a}ger zwei laseroptische Messtechniken zur Visualisierung fl{\"u}ssigen Wassers und der spektralen Trennung zwischen Wasser und Kraftstoff entwickelt und validiert. Damit werden die verschiedenen Varianten optisch vermessen und die Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber ver{\"a}nderten Betriebs- und Randbedingungen ermittelt. Die Sammlereinspritzung zeigt die gr{\"o}ßten Tropfen, gefolgt von der Saugrohr- und der Mischungseinspritzung. Auch hat diese den mit Abstand gr{\"o}ßten Wandkontakt und die geringste Verdampfungsrate, ist zus{\"a}tzlich anf{\"a}llig f{\"u}r zyklische Schwankungen. Die Saugrohreinspritzung kennzeichnen kleine Tropfen, ein konzentriertes Einstr{\"o}men durch den Ventilspalt, ein fl{\"a}chiger Wandfilm auf der Kolbenoberseite und die Verbesserung der Tropfenverdampfung durch Turbulenz und die Nutzung von Phasing. Favorit ist abermals die Mischungseinspritzung. Eine hohe Wandfilm- und unmittelbare Sprayverdampfung kennzeichnen das System, wobei eine Erh{\"o}hung des Einspritzdrucks die Verdampfungsrate signifikant verbessert. Außerdem ist die Einspritzdauer am geringsten und die Reproduzierbarkeit am gr{\"o}ßten, jedoch auch der applikative Aufwand. Am favorisierten System werden weitere Analysen durchgef{\"u}hrt, unter anderem zur Ver{\"a}nderung der Bauteiltemperaturen, der Vergleich mit einer Ethanoleinspritzung oder die vielversprechende Kombination in Form einer Wasser-Ethanol-Mischungseinspritzung. Auf Basis der experimentellen Erkenntnisse wird ein CFD-Verfahren vorgestellt, das die Wassereinspritzung abbildet und somit die Virtualisierung in der Produktentwicklung vorantreibt. Neben der methodischen Vorgehensweise wird das Verfahren validiert und am Einzylinder- und Vollmotorbetriebspunkt vorgestellt. Die auftretenden Unterschiede werden analysiert und ausgew{\"a}hlte Parameteranalysen durchgef{\"u}hrt. Mit den Simulationen kann nachvollzogen werden, wie das Wasser die Zylinderlaufbahn benetzt und mit dem Kolben interagiert. Zusammenfassend charakterisiert diese Arbeit die g{\"a}ngigen Wassereinspritzvarianten auf unterschiedlichen Ebenen, gibt Optimierungsempfehlungen f{\"u}r die bestm{\"o}gliche Medienverdampfung und empfiehlt die Mischungseinspritzung als Systemlayout.}, subject = {Kolbenkraftmaschine}, language = {de} } @phdthesis{Steininger, author = {Steininger, Peter}, title = {Experimentelle und numerische Untersuchungen an einem solarselektiven W{\"a}rmed{\"a}mmsystem}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:91-diss-20220614-1615021-1-1}, pages = {xv, 170}, abstract = {Zur Erreichung der von der Bundesregierung gesteckten Ziele, bis zum Jahr 2050 den Prim{\"a}renergiebedarf im Geb{\"a}udesektor und die Treibhausgasemissionen betr{\"a}chtlich zu reduzieren, kommt der nachhaltigen und zukunftsorientierten energetischen Sanierung von Fassaden an Bestandsgeb{\"a}uden besondere Bedeutung zu. F{\"u}r die Applikation an Außenw{\"a}nden steht eine Vielzahl an herk{\"o}mmlichen und neuartigen D{\"a}mmsystemen zur Verf{\"u}gung, die entweder eine signifikante Erh{\"o}hung des thermischen Widerstands der Geb{\"a}udeh{\"u}lle oder die Nutzung der Sonne als zus{\"a}tzliche Energiequelle erm{\"o}glichen. Um die vorteilhaften Eigenschaften der Erzielung winterlicher solarer Gewinne, des sommerlichen {\"U}berhitzungsschutzes und der hohen D{\"a}mmwirkung an sonnenlosen Tagen in einem D{\"a}mmsystem zu vereinen, unter Ber{\"u}cksichtigung {\"o}kologischer Aspekte, sind Entwicklungen im Bereich von innovativen Fassadensystemen notwendig. Das Ziel dieser Arbeit war die konstruktive Entwicklung sowie die experimentelle und numerische Untersuchung eines rein mineralischen solarselektiven W{\"a}rmed{\"a}mmsystems, das die oben genannten Zielsetzungen erf{\"u}llt. Zur Bewertung der Leistungsf{\"a}higkeit des entwickelten Systems wurden an einem Prototyp, in einem eigens konzipierten Differenzklimakammerpr{\"u}fstand, station{\"a}re und dynamische Untersuchungen zum winkelabh{\"a}ngigen Solarstrahlungs- und W{\"a}rmetransport durchgef{\"u}hrt und bauphysikalische Kenngr{\"o}ßen, die einen Vergleich mit g{\"a}ngigen D{\"a}mmsystemen erlauben, abgeleitet. Der experimentell ermittelte winkelabh{\"a}ngige Gesamtenergiedurchlassgrad, der als station{\"a}re Kenngr{\"o}ße zur Bewertung der Solarstrahlungsleitung herangezogen wird, zeigt ein Maximum im Auslegungspunkt f{\"u}r Wintermonate (19° Einstrahlwinkel) und kann f{\"u}r hohe Sonnenst{\"a}nde, zur Vermeidung von sommerlichen {\"U}berhitzungseffekten, signifikant reduziert werden. Dar{\"u}ber hinaus wurden die experimentellen Ergebnisse zur Validierung von station{\"a}ren und dynamischen multiphysikalischen Simulationsmodellen des solarselektiven W{\"a}rmed{\"a}mmsystems eingesetzt, welche ein tieferes Verst{\"a}ndnis des W{\"a}rme- und Strahlungstransports erm{\"o}glichen. Unter Verwendung der validierten Simulationsmodelle wurden, ausgehend vom Prototyp, die wesentlichen konstruktiven Einflussfaktoren auf die Solarleitung und die D{\"a}mmwirkung des Systems ermittelt und das Verbesserungspotential entsprechend quantifiziert. Zudem wurden in einer j{\"a}hrlichen simulativen Untersuchung, unter Verwendung realer Wetterdaten, mithilfe zweier verbesserter Varianten des solarselektiven W{\"a}rmed{\"a}mmsystems, die Heizenergieeinsparpotentiale in der Winter- und {\"U}bergangszeit gegen{\"u}ber einer herk{\"o}mmlich ged{\"a}mmten Wandkonstruktion nachgewiesen.}, language = {de} } @article{SternerSpecht, author = {Sterner, Michael and Specht, Michael}, title = {Power-to-Gas and Power-to-X-The History and Results of Developing a New Storage Concept}, series = {Energies}, volume = {14}, journal = {Energies}, number = {20}, publisher = {MDPI}, doi = {10.3390/en14206594}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-26202}, abstract = {Germany's energy transition, known as 'Energiewende', was always very progressive. However, it came technically to a halt at the question of large-scale, seasonal energy storage for wind and solar, which was not available. At the end of the 2000s, we combined our knowledge of both electrical and process engineering, imitated nature by copying photosynthesis and developed Power-to-Gas by combining water electrolysis with CO2-methanation to convert water and CO2 together with wind and solar power to synthetic natural gas. Storing green energy by coupling the electricity with the gas sector using its vast TWh-scale storage facility was the solution for the biggest energy problem of our time. This was the first concept that created the term 'sector coupling' or 'sectoral integration'. We first implemented demo sites, presented our work in research, industry and ministries, and applied it in many macroeconomic studies. It was an initial idea that inspired others to rethink electricity as well as eFuels as an energy source and energy carrier. We developed the concept further to include Power-to-Liquid, Power-to-Chemicals and other ways to 'convert' electricity into molecules and climate-neutral feedstocks, and named it 'Power-to-X'at the beginning of the 2010s.}, language = {en} } @misc{Hartweg, type = {Master Thesis}, author = {Hartweg, Johanna}, title = {Analyse des Einflusses verschiedener Arbeitspunkte auf die wirkleistungsabh{\"a}ngige Spannungssensitivit{\"a}t an einem Mittelspannungsnetzknoten}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-5564}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55648}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {76}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Untersuchung der wirkleistungsabh{\"a}ngigen Spannungssensitivit{\"a}t an den Knoten eines Mittelspannungsnetzstranges. Hierf{\"u}r wird eine Reihe von Arbeitspunkten durch die Variation der Wirkleistungsentnahmen bzw. Einspeisungen an den Netzknoten sowie des Verschiebungsfaktors und der Spannungssollwertvorgabe am Bilanzknoten erzeugt. Die Ergebnisse zeigen eine direkte Abh{\"a}ngigkeit von der Spannung des untersuchten Netzknotens. Hierbei steigt die Sensitivit{\"a}t bei fallenden Spannungswerten. Diese k{\"o}nnen sowohl durch Wirk- und Blindleistungsbelastungen als auch durch eine ver{\"a}nderte Referenzspannung am Umspannwerk bedingt werden. Dar{\"u}ber hinaus liegt eine Beeinflussung durch die Wirkleistungsbelastung und deren Verteilung {\"u}ber den Netzstrang hinweg vor. Je h{\"o}her die Belastung der Leitung bis zum Knoten der Flexibilit{\"a}t ausf{\"a}llt sowie je st{\"a}rker sich die Last hin zu diesem Punkt verlagert, desto h{\"o}her ist die Sensitivit{\"a}t. Dies gilt ebenfalls f{\"u}r Arbeitspunkte mit gleichbleibender Spannung in den betrachteten Knoten. Des Weiteren wird die Anpassung eines multiplen linearen Regressionsmodells vorgenommen. Dieses erm{\"o}glicht eine Absch{\"a}tzung der Sensitivit{\"a}tswerte durch die Kenntnis einiger, die Belastungssituation des Netzes bestimmender Parameter.}, language = {de} } @techreport{GerhardsWeberKlafkaetal., author = {Gerhards, Christoph and Weber, Urban and Klafka, Peter and Golla, Stefan and Hagedorn, Gregor and Baumann, Franz and Brendel, Heiko and Breyer, Christian and Clausen, Jens and Creutzig, Felix and Daub, Claus-Heinrich and Helgenberger, Sebastian and Hentschel, Karl-Martin and von Hirschhausen, Christian and Jordan, Ulrike and Kemfert, Claudia and Krause, Harald and Linow, Sven and Oei, Pao-Yu and Pehnt, Martin and Pfennig, Andreas and Pr{\"a}ger, Fabian and Quaschning, Volker and Schneider, Jens and Spindler, Uli and Stelzer, Volker and Sterner, Michael and Wagener-Lohse, Georg and Weinsziehr, Theresa}, title = {Klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung f{\"u}r Deutschland - 16 Orientierungspunkte}, series = {Diskussionsbeitr{\"a}ge der Scinetists for Future ; 7}, journal = {Diskussionsbeitr{\"a}ge der Scinetists for Future ; 7}, doi = {10.5281/zenodo.4409334}, abstract = {Als fairer Beitrag Deutschlands zur Einhaltung der globalen 1,5-Grad-Grenze werden 16 Orientierungspunkte f{\"u}r eine klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung vorgestellt. Es wird davon ausgegangen, dass hierf{\"u}r die deutschen energiebedingten CO2-Emissio­nen in etwa 15 Jahren weitgehend auf Null sinken m{\"u}ssen. Energieeinsparung hilft, den notwendigen Ausbau von regenerativen Erzeugungskapazit{\"a}ten zu verringern. Der Verkehrssektor kann ebenso wie die Bereiche Prozess- und Geb{\"a}udew{\"a}rme hier­zu wesentlich beitragen. Die Kernenergie ist mit großen Risiken belastet und kann nicht hinreichend schnell aufgebaut werden. Biomasse in Form von Energie­pflan­zen zu nutzen, ist ineffizient und steht im Konflikt mit anderen Arten der Land­nut­zung. Importe klimaneutral erzeugter Energietr{\"a}ger in sehr großem Umfang er­for­dern extrem große Investitionen im Ausland. Sie sind eine ungesicherte Option auf die Zukunft. Entscheidend ist daher der ausreichend schnelle Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wind­kraft in Deutschland. Sch{\"a}tzungsweise kann der Elektrizit{\"a}tsbedarf im Jahr 2030 z.B. durch den Ausbau auf ca. 350 GW PV und ca. 150 GW Windkraft nahe­zu voll­st{\"a}ndig regenerativ gedeckt werden. Damit ließe sich eine zum großen Teil elek­tri­fizierte Mobilit{\"a}t und W{\"a}rmeversorgung betreiben und ein Teil des ben{\"o}­tig­ten "gr{\"u}­nen" Wasserstoffs in Deutschland bereitstellen. Hierf{\"u}r ist ein j{\"a}hr­licher Zu­bau von durchschnittlich ca. 30 GW PV und ca. 9 GW Windkraft n{\"o}tig. Dies ist ca. sechs- (PV) bzw. dreimal (Wind) so hoch wie bisher vorgesehen und verlangt eine ge­sell­schaft­liche Kraftanstrengung. Ein weiter verz{\"o}gerter Ausbau m{\"u}sste mit noch deut­lich gr{\"o}ßeren gesellschaftlichen Anstrengungen f{\"u}r drastische Energieeinspa­run­gen oder Importe erneuerbarer Energie ausgeglichen werden. Insgesamt k{\"o}nnte dies noch deutlich schwieriger zu realisieren sein, als ein ambitionierter Ausbau. Da der Auf­bau der Kapazit{\"a}ten mehrere Jahre erfordert, ist es m{\"o}glich nachzusteuern, z. B. wenn erkennbar wird, dass sich ein ausreichend großer globaler Markt f{\"u}r Importe ent­wi­ckelt. Bis dahin ist es aus Verantwortung gegen­{\"u}ber der Zukunft und im Sinne des Pariser Vertrages empfehlenswert, die hier genannten Ausbauziele zu verfol­gen. Gr{\"u}ner, also aus erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff und daraus abge­lei­tete Syntheseprodukte sind f{\"u}r die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, den Flug- und Schiffsverkehr sowie f{\"u}r die Absicherung der Energieversorgung bei Dun­kel­flauten n{\"o}tig. Ohne die genannten Ausbauziele f{\"u}r Wind und Solar noch drastisch weiter zu erh{\"o}hen, stehen diese Produkte f{\"u}r Straßenverkehr und W{\"a}rmeversor­gung jedoch nicht in ausreichenden Mengen zur Verf{\"u}gung. Techniken zum Aus­gleich zwischen Elektrizit{\"a}tsangebot und -nachfrage sind verf{\"u}gbar und sollten recht­zeitig auf- bzw. ausgebaut werden. Hierzu geh{\"o}ren: Stromaustausch mit den Nach­barl{\"a}ndern, Flexibilisierung des Verbrauchs und Energiespeicherung. F{\"u}r deren Inte­gration sowie den Ausbau der Netze sollten z{\"u}gig verbesserte rechtliche Rah­men­bedingungen geschaffen werden. Die Kosten eines klimavertr{\"a}glichen Energiesystems sind mittel- bis langfristig nicht h{\"o}­her als im derzeitigen System. Gleichzeitig entstehen Arbeitspl{\"a}tze und Export­chan­cen durch Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung in Deutschland und die energetische Geb{\"a}udesanierung. Die politischen Rahmenbe­din­gungen entscheiden, ob eine klimavertr{\"a}gliche Energieversorgung Deutschlands ge­lingt.}, language = {de} } @techreport{EmmertGlueckFreilingeretal., author = {Emmert, Michael and Gl{\"u}ck, Sven and Freilinger, Eva and Brandl, Dominik and Schindler, Sebastian and Kaul, Nicolas and Rasp, Franziska and Akstaller, Monika and Wetzel, Daniel and Jupke, Michael and Bodensteiner, Michael and Hohlfeld, Philipp and B{\"o}hm, Kevin and Brem, Theresa and Hammer, Pascal and Singer, Thomas and Karing, Maria and Schneider, Viola and Ostermeier, Tobias}, title = {FMS-Berichte (Mai 2021)}, editor = {Meier, Hans and Niemetz, Michael and Reindl, Andrea}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-1915}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-19155}, pages = {99}, 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 Wintersemester 2020/21 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.}, language = {de} } @article{HaugVetter, author = {Haug, Sonja and Vetter, Miriam}, title = {Altersgerechtes Wohnen im Quartier}, series = {Standort - Zeitschrift f{\"u}r angewandte Geographie}, volume = {45}, journal = {Standort - Zeitschrift f{\"u}r angewandte Geographie}, publisher = {Springer Nature}, issn = {1432-220X}, doi = {10.1007/s00548-020-00678-3}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-20050}, pages = {11 -- 17}, abstract = {Im Alter nimmt das Quartier aufgrund geringerer Aktionsradien an Bedeutung zu. Der Beitrag befasst sich mit der Frage, welche Besonderheiten sich bei Senioren-Haushalten im Hinblick auf Wohnen und soziale Teilhabe zeigen. Aus dem Projekt MAGGIE werden Ergebnisse einer schriftlichen Haushaltsbefragung (N=195) in der Wohngenossenschaft Margaretenau Regensburg dargestellt. Hierbei wird auf die aktuelle und zuk{\"u}nftige Wohnsituation, den Ver{\"a}nderungsbedarf, den Wunsch nach Gemeinschaftsangeboten und die soziale Einbettung eingegangen. Es zeigt sich eine geringe Ver{\"a}nderungsbereitschaft und ein {\"u}berdurchschnittlich hohes Maß an lokalem Sozialkapital. Am Ende werden Schlussfolgerungen f{\"u}r das Sanierungs- und Quartiersmanagement gezogen.}, subject = {Alter}, language = {de} } @misc{Heberl, type = {Master Thesis}, author = {Heberl, Michael}, title = {Power-to-Ammoniak}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22167}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {68}, abstract = {Ammoniak ist Grundbaustein f{\"u}r die Herstellung von D{\"u}ngemitteln und dementsprechend f{\"u}r die Nahrungsmittelindustrie unentbehrlich. Ca. 40-50 \% der Weltbev{\"o}lkerung sind von Nahrungsmitteln abh{\"a}ngig, die mit Hilfe von Ammoniakd{\"u}ngern hergestellten wurden. Weltweit wurden alleine im Jahr 2015 181 Mt Ammoniak produziert, wodurch die Ammoniakherstellung mit 1,2 \% am gesamten Energieverbrauch der Welt beteiligt ist und f{\"u}r 0,93 \% der globalen Treibhausgasemissionen zust{\"a}ndig ist. Auch in Zeiten der Energiewende ist diese Grundstoffchemikalie unentbehrlich, ist aber auf einem anderen Wege herzustellen. Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung verschiedener M{\"o}glichkeiten zur erneuerbaren Elektrifizierung und Dekarbonisierung der Ammoniakindustrie, wodurch der Einsatz von herk{\"o}mmlichen Energietr{\"a}gern wie Erdgas, Kohle und {\"O}l negiert werden kann. Ammoniak wird aktuell {\"u}ber das Haber-Bosch-Verfahren aus den Rohstoffen Erdgas, Kohle und {\"O}l gewonnen. Bei diesem Verfahren wird {\"u}ber einen Prim{\"a}r- und Sekund{\"a}rreformer Wasserstoff und Stickstoff gewonnen. Andere Gasbestandteile werden gefiltert oder umgewandelt, um sch{\"a}dliche Katalysatorgifte (CO, H2S) zu entfernen. Im Reaktor wird an Eisenkatalysatoren aus Wasserstoff und Stickstoff letztendlich Ammoniak hergestellt. Der Energieverbrauch des Haber-Bosch Verfahrens schwankt zwischen 7,8 MWh/t NH3 f{\"u}r eine moderne und sehr effiziente Anlage mit Erdgas und 13,6 MWh/t NH3 f{\"u}r eine alte mit Kohle betriebene Anlage. An Emissionen treten pro hergestellter Tonne Ammoniak je nach Rohstoff 1,6-3,8 t CO2-eq auf. Neben der Biomassevergasung gibt es mehrere rein elektrische Ans{\"a}tze zur Ammoniakherstellung. Die unterschiedlichen elektrochemischen Ans{\"a}tze zur direkten Ammoniaksynthese, wie der Einsatz von Fl{\"u}ssigsalzelektrolyten oder Feststoffelektrolyten, wurden in Abschnitt 3.2 vorgestellt. Einige dieser Technologien zeigen vielversprechende Ans{\"a}tze, sind jedoch zum aktuellen Zeitpunkt noch zu weit von einem industriellen Einsatz entfernt. Der Einsatz der Wasserelektrolyse in Kombination mit einer Luftzerlegungseinheit ist die derzeit vielversprechendste Methode Ammoniak auf einem strombasierten und dekarbonisierten Wege herzustellen. Bei diesem System wird Wasserstoff im Elektrolyseur und Stickstoff in der Luftzerlegungseinheit hergestellt. Die Ammoniaksynthese findet hierbei in einem Reaktor nach Vorbild des Haber-Bosch-Prozesses statt. Mit diesem System ist ein Energieverbrauch von ca. 10 MWh/t NH3 notwendig. Durch den Einsatz von rein erneuerbar hergestelltem Strom als Energietr{\"a}ger l{\"a}sst sich mit diesem Technologiezusammenschluss die Ammoniakherstellung komplett Emissionsfrei gestalten. Dadurch k{\"o}nnen alleine in Deutschland j{\"a}hrlich bis zu 7,8 Mt CO2-eq eingespart werden. Eine zuk{\"u}nftige Umstrukturierung der Ammoniakherstellung und der gesamten chemischen Industrie ist unabdingbar. Diese kann aber nur parallel mit einem Ausbau erneuerbarer Energien umgesetzt werden. Mit der Wasserelektrolyse und der Luftzerlegungseinheit sind die technischen M{\"o}glichkeiten f{\"u}r diesen Umbau bereits heute gegeben und brauchen nur noch eingesetzt werden.}, language = {de} } @techreport{NeidhartLerchWiesingeretal., author = {Neidhart, Thomas and Lerch, Maximilian and Wiesinger, Doris and Zrenner, Louis}, title = {Kompakte {\"U}bertragungsleitungen f{\"u}r hohe Gleichspannungen: Langzeituntersuchungen an einer erdverlegten Versuchsanlage}, doi = {10.35096/othr/pub-2173}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-21730}, pages = {62, 58}, abstract = {Durch den Ausstieg aus der Verstromung fossiler Energietr{\"a}ger und der daraus resultierenden dezentralen Stromerzeugung ist ein Aus- bzw. Umbau des deutschen {\"U}bertragungsnetzes erforderlich. Weil aus der dezentralen Energieerzeugung große Trassenl{\"a}ngen resultieren, welche bei Wechselstrom zu Blindleistungsproblematiken f{\"u}hren, wird dort vermehrt auf Hochspannungs-Gleichstrom-{\"U}bertragung zur{\"u}ckgegriffen. Im Rahmen des Forschungsprojekts DC CTL DBI (direct current compact transmission line - directly buried investigastions) wurde ein gasisolierte HG{\"U}-Leiter (GIL) erdverlegt und bei st{\"a}ndigem Monitoring {\"u}ber umfangreiche Sensorik einem Langzeitversuch unterzogen. Anstelle einer klassischen Sandbettung kam ein zeitweise fließf{\"a}higer, selbstverdichtender Verf{\"u}llbaustoff (ZFSV) zum Einsatz. Somit k{\"o}nnen Sch{\"a}den an der {\"U}bertragungsleitung infolge Verdichtungsaufwand vermieden und gleichzeitig bessere Bodeneigenschaften hinsichtlich der W{\"a}rme- und Wassertransportprozesse erreicht werden.}, language = {de} } @article{UhlarHeyderKoenig, author = {Uhlar, Stefan and Heyder, Florian and Koenig, Thomas}, title = {Assessment of two physical tyre models in relation to their NVH performance up to 300 Hz}, series = {Vehicle system dynamics}, volume = {59}, journal = {Vehicle system dynamics}, number = {3}, publisher = {Taylor\&Francis}, doi = {10.1080/00423114.2019.1681475}, pages = {331 -- 351}, abstract = {The prediction of structure-borne noise using numerical methods has a crucial influence during the development process of modern passenger cars. In order to minimise the dynamic forces from the chassis transferred to the body structure, multibody simulation (MBS) can be used. The link between the road surface and the chassis is established by the tyre and its own structural dynamic characteristics. Therefore, it is substantial and the main goal of the present paper to investigate the Noise, Vibration and Harshness (NVH) performance of two commercial physical tyre models available and commonly used in the market. The intention is to point out what kind of results (up-to-date) a user of these structural dynamic tyre models, namely FTire and CDtire/3D, will get with a focus on NVH. The authors strictly follow the established process of how to obtain the fitted tyre property files, as any other user of FTire and CDTire currently does. This process includes a measurement campaign of the real tyre and a subsequent fitting of the tyre property file. The fitting in this case is provided by the tyre model developers themselves, namely cosin and Fraunhofer ITWM. The tyre models are then integrated into the MBS software MSC.Adams where their performance will be assessed based on measured wheel-hub forces in the time and frequency domain up to 300 Hz.}, language = {en} } @article{SovacoolCabezaPiselloetal., author = {Sovacool, Benjamin K. and Cabeza, Luisa F. and Pisello, Anna Laura and Colladon, Andrea Fronzetti and Larijani, Hatef Madani and Dawoud, Belal and Martiskainen, Mari}, title = {Decarbonizing household heating: Reviewing demographics, geography and low-carbon practices and preferences in five European countries}, series = {Renewable \& Sustainable Energy Reviews}, journal = {Renewable \& Sustainable Energy Reviews}, number = {139}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.rser.2020.110703}, pages = {1 -- 28}, abstract = {What commonalities are there in sustainable or unsustainable heating practices in five high-income, high-emitting western European countries? What preferences do a nationally representative sample of the public in these countries hold towards low-carbon options? It is imperative that climate policy researchers and practitioners grapple with the difficulty of decarbonizing heat, which remains the largest single end-use service worldwide and which accounts about half of total final energy consumption. Based on a comparative assessment of five representative national surveys in Germany (N = 2009), Italy (N = 2039), Spain (N = 2038), Sweden (N = 2023), and the United Kingdom (N = 2000), this study explores the demographics and geography of household heat decarbonisation in Europe. By analyzing our country level data as well as our combined sample of 10,109 respondents, it investigates how people conceive of the purposes of low-carbon heat, their preferences for particular forms of heat supply, and their (at times odd) practices of heat consumption and temperature settings. Grounded in its original data, the study organizes its findings inductively across the five themes of literacy (heating knowledge, awareness and control), sustainability (heating practices, dynamics and conflicts), temperature (heating satisfaction and preferences), desirability of change (low-carbon heating priorities, business models and trust), and culture (country and national variation). The study also explores intersections between these dimensions, using multivariate analysis, as well as how preferences differ according to varying types of actors as well as geography and space.}, language = {en} } @inproceedings{GoetzRauchBrueckl, author = {Goetz, Rebecca and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Techno-economic analysis of reactive power sources}, series = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021}, booktitle = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, isbn = {978-3-8007-5651-3}, pages = {286 -- 291}, abstract = {This paper presents different options to provide reactive power in electricity grid systems. Since conventional power plants are being phased out and the reactive power demand tends to increase, alternative technologies are needed to cover it. reactive power sources are being defined and specified in this submission. A technical evaluation and an economic analysis of selected reactive power sources are carried out, based on interviews with manufacturers and operators. As well a multifactorial techno-economic comparison of the evaluated reactive power sources is presented. The technical analysis addresses reactive power control-ranges, stochastic parameters, lifespans, electrical losses and dynamics of re-active power sources. It states that power electronics allow faster setpoint changes than mechanical technologies can achieve, but at the same time this is associated with the highest electrical losses of the reactive power sources considered here. Considering the economic analysis, relative investment costs per reactive power of conventional compensation systems turn out to be the most cost-efficient. With regard to the multifactorial techno-economic comparison, it is im-portant not only to standardize on reactive power that can be provided, but also to include the additional system-relevant properties of technologies in the evaluation as well as the costs in operation.}, language = {en} } @inproceedings{KlitsmanBruecklEller, author = {Klitsman, Maksym and Br{\"u}ckl, Oliver and Eller, Johannes}, title = {Analysis and simulation of the population driving behaviour and charging processes at different charging station types with electric vehicles}, series = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: 13-14. September 2021, Hamburg}, booktitle = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: 13-14. September 2021, Hamburg}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, isbn = {978-3-8007-5651-3}, pages = {254 -- 260}, abstract = {Electric vehicles are one of the important components of the energy transition, which is necessary for the CO2 emission reduction. In order to estimate the influence of electromobility on electric grids at present day and in the future, the generation of realistic charge profiles is necessary. The main objective of this study is the development of an algorithm, which generates realistic charge time series of electric vehicles. The very huge and detailed input surveys enable to define different population groups, representing specific driving behaviour. These groups are then composed and scaled up, according to the statistical population structure of a chosen town or city in Germany, and show typical driving behaviour of all inhabitants. The charge profiles are calculated for several charge station types, based on daily electric vehicle user mobility, day type and household type. In addition, charge process occurrence is evaluated through a model, involving charge infrastructure presence, attractiveness of corresponding charge station type and charge process necessity.}, language = {en} } @inproceedings{BruecklWildfeuerSchaechinger, author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Wildfeuer, M. and Sch{\"a}chinger, J.}, title = {Systemdienstleistungen durch Biogasanlagen}, series = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, booktitle = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, address = {Darmstadt}, isbn = {978-3-945088-83-8}, pages = {92 -- 101}, subject = {Biogasanlage}, language = {de} } @inproceedings{SippenauerBruecklHenneke, author = {Sippenauer, Thomas and Br{\"u}ckl, Oliver and Henneke, Markus}, title = {Verankerung von Flexibilit{\"a}t in der Netzplanung}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021}, publisher = {Conexio GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-12-9}, doi = {10.35096/othr/pub-5563}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55632}, pages = {79 -- 92}, abstract = {Die Energiewende f{\"u}hrt zu einem steigenden Zubau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Verteilungsnetz. Ebenso ist mit einem verst{\"a}rkten Zuwachs der Elektromobilit{\"a}t zu rechnen, der zu einer weiteren Ausreizung der zul{\"a}ssigen Spannungsbereiche und Leitungsauslastungen beitragen kann. Um die Aufnahmef{\"a}higkeit des Verteilungsnetzes zu erh{\"o}hen, wurden in der Vergangenheit verschiedene L{\"o}sungen entwickelt und etabliert. Ein zus{\"a}tzlicher Baustein zur Behebung von Netzengp{\"a}ssen und Spannungsproblemen sind zeitliche Verlagerungen von Einspeisungen und Verbrauchslasten in der Mittelspannungsebene. Diese sogenannten Flexibilit{\"a}tsmaßnahmen sind derzeit noch nicht Stand der Technik. Um einen hohen Nutzen stiften zu k{\"o}nnen, indem sie zu einer effizienten Einsparung an Asset beitragen, m{\"u}ssen sie in der Netzplanung abbildbar gemacht werden. Dazu sind einerseits geeignete technische und zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Anforderungen an die Flexibilit{\"a}tsmaßnahmen herauszuarbeiten, um eine m{\"o}glichst hohe Gesamteffizienz bei Netz- und Anlagenbetreibern zu erzielen und andererseits ein Verfahren zu finden, mit dem Manipulationsm{\"o}glichkeiten (INC-DEC-Gaming) ausgeschlossen bzw. geringgehalten werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @misc{SternerHeberl, author = {Sterner, Michael and Heberl, Michael}, title = {The ORBIT-Project: Biological methanation in a trickle-bed reactor - key results and next steps}, series = {5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t, 28.05.2021}, journal = {5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t, 28.05.2021}, organization = {Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t Erlangen-N{\"u}rnberg / Lehrstuhl f{\"u}r Energieverfahrenstechnik}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Wie wird Deutschland klimaneutral? Neue L{\"o}sungen f{\"u}r erneuerbare Energieerzeugung}, series = {Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, M{\"u}nchen, 19.11.2021}, journal = {Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, M{\"u}nchen, 19.11.2021}, address = {M{\"u}nchen}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Strom - W{\"a}rme - Verkehr - Industrie: das Zusammenspiel der Sektoren {\"u}ber Power-to-X}, series = {Deutscher Ingenieurtag 2021, D{\"u}sseldorf 20. Mai 2021}, journal = {Deutscher Ingenieurtag 2021, D{\"u}sseldorf 20. Mai 2021}, publisher = {VDI-Verlag}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-X for Europes Energy Transformation - Booster H2Global}, series = {Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021}, journal = {Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Technologieausblick Solarstromspeicher}, series = {Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz}, journal = {Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Gas aus einer Gesamtenergieversorgungsperspektive - Warum wir Power-to-X f{\"u}r die Klimaneutralit{\"a}t brauchen}, series = {Kopernikus-Konferenz Projekt "Ensure" (Deutsche Umwelthilfe), 15. April 2021}, journal = {Kopernikus-Konferenz Projekt "Ensure" (Deutsche Umwelthilfe), 15. April 2021}, language = {de} }