TY - JOUR A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Prem, Nina T1 - Magnetically enhanced photoconductive high voltage control JF - ISSS Journal of Micro and Smart Systems N2 - The recent surge of interest in electrostatic actuators, particularly for soft robotic applications, has placed increasing demands on high voltage control technology. In this respect, optoelectronic bidirectional switching and analogue regulation of high voltages is becoming increasingly important. One common problem is the leakage current due to dark resistance of the material or device used. Another is the physical size of such elements. However, their ability to provide galvanic separation makes them a very attractive alternative to conventional (wired) semiconductor elements. This paper gives an overview of available methods and devices before introducing a concept based on the combination of photoresistive and magnetoresistive effects in Gallium Arsenide that are potentially applicable to other semiconductor materials. KW - GaAs KW - High voltage actuators KW - Magnetoresistance KW - Opto-sensors KW - Photoconduction KW - Soft robotics Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-30606 N1 - Corresponding author: Gareth J. Monkman VL - 11 SP - 317 EP - 328 PB - Springer Nature ER - TY - JOUR A1 - Sterner, Michael A1 - Specht, Michael T1 - Power-to-Gas and Power-to-X-The History and Results of Developing a New Storage Concept JF - Energies N2 - 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. KW - 100% renewable energy scenarios KW - CARBON RECYCLING SYSTEM KW - CO2 KW - eFuels KW - electric fuels KW - energy transition KW - hydrogen KW - methanation KW - METHANOL KW - Power-to-Gas KW - Power-to-Hydrogen KW - Power-to-Methane KW - Power-to-X KW - sector coupling KW - sectoral integration KW - TRANSPORTATION Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-26202 N1 - Corresponding author: Michael Sterner VL - 14 IS - 20 PB - MDPI ER - TY - JOUR A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Striegl, Birgit A1 - Prem, Nina A1 - Sindersberger, Dirk T1 - Electrical Properties of Magnetoactive Boron‐Organo‐Silicon Oxide Polymers JF - Macromolecular Chemistry and Physics N2 - The electrical properties of rheopectic magnetoactive composites comprising boron-organo-silicon oxide dielectric matrices containing carbonyl iron microparticles are presented for the first time. The increase in interfacial magnetocapacitance is seen to greatly exceed that experienced when using conventional elastomeric matrices such as polydimethylsiloxane. In addition to the increase in capacitance, a simultaneous and sharp decrease in the parallel electrical resistance over several orders of magnitude is also observed. The effects are time dependent but repeatable. Potential applications include magnetically controlled frequency dependent devices, magnetic sensor systems, weighting elements for neural networks, etc. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-26488 N1 - Corresponding author: Gareth J. Monkman VL - 221 IS - 4 SP - 1 EP - 8 PB - Wiley ER - TY - JOUR A1 - Prem, Nina A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Monkman, Gareth J. T1 - Infrared spectral analysis of low concentration magnetoactive polymers JF - Journal of Applied Polymer Science N2 - This work concerns an area of magnetoactive polymer (MAP) research seldom considered. Traditionally only MAP with high concentrations of magnetic filler (typically between 10 and 90 wt%) have been investigated. This article deals with a hitherto neglected aspect of research, namely MAP containing lower magnetic filler concentrations (1 to 3 wt%). This article utilizes a range of spectroscopic analysis methods (Raman and FTIR) and their applicability to MAP characterization at wavelengths ranging from 2.5 to 25 mu m. Particular attention is paid to low carbonyl iron particle (CIP) concentrations in MAP for which the emergence of capillary doublets at a critical 2 wt% concentration is revealed. This results in measurable magnetic field-dependent changes in IR absorption at a wavelength of 4.255 mu m together with a detectable CO2 susceptibility. (c) 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019, 136, 48366. KW - ELASTOMERS KW - magnetism and magnetic properties KW - sensors and actuators KW - spectroscopy Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-25913 SN - 1097-4628 N1 - Corresponding author: Nina Prem VL - 137 IS - 7 SP - 1 EP - 7 PB - Wiley ER - TY - RPRT A1 - Lermer, Valentin josef A1 - Heiß, Simon A1 - Gierl, Philipp A1 - Rappl, Veronika A1 - Ardaya-Lieb, Samuel A1 - Möhring, Christoph A1 - Solisch, Matthias A1 - Solisch, Tobias A1 - Garschhammer, Kilian A1 - Kammerl, Andreas A1 - Kolb, Moritz A1 - Hohenadler, Franz A1 - Reber, Luis A1 - Hartwig, Anton A1 - Schaller, Jonas A1 - Meyer, Katrin A1 - Lausser, Florian ED - Meier, Hans ED - Niemetz, Michael ED - Fuhrmann, Thomas ED - Reindl, Andrea T1 - FMS-BERICHTE SOMMERSEMESTER 2022 BT - Seminar zu aktuellen Themen der Elektro- und Informationstechnik N2 - Dieser Bericht entstand im Rahmen der Lehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)“ im Sommersemester 2022 auf Initiative der Studierenden des Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)“. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuführen. Daher war geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, Veröffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erarbeiten und diese in einem Vortrag zu präsentieren. Parallel dazu erfolgte im Theorieteil die entsprechende Hinführung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation: • Bedeutung der Wissenschaftskommunikation für die Arbeit der Ingenieure in Forschung und Entwicklung • Literaturrecherche, Suchmaschinen, Sichtung und Analyse vorhandener Publikationen, Bewertung der Qualität aufgefundener Fachliteratur, Auswahl geeigneter Materialien für 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 wertschätzender Beurteilung der Leistung anderer • Publikumsangepasstes Aufbereiten komplexer fachlicher Inhalte mit hochschulöffentlicher Präsentation der Ergebnisse • Führen mündlicher wissenschaftlicher Diskurse Nachdem die Masterstudierenden in der Regel über noch keine eigene wissenschaftliche Forschungserfahrung bzw. -inhalte verfügen, lag der wählbare Schwerpunkt der Literatursuche auf der Bearbeitung von vorgegeben aktuellen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthemen. T3 - Forschungsmethoden-Seminar - 4 KW - Literaturrecherche KW - Energietechnik KW - Informationstechnik KW - Elektrotechnik KW - Angewandte Wissenschaften Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-54685 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Gärtner, Sebastian A1 - Marx-Schubach, Thomas A1 - Gaderer, Matthias A1 - Schmitz, Gerhard A1 - Sterner, Michael T1 - Techno-Economic Analysis of Carbon Dioxide Separation for an Innovative Energy Concept towards Low-Emission Glass Melting JF - energies N2 - The currently still high fossil energy demand is forcing the glass industry to search for innovative approaches for the reduction in CO2 emissions and the integration of renewable energy sources. In this paper, a novel power-to-methane concept is presented and discussed for this purpose. A special focus is on methods for the required CO2 capture from typical flue gases in the glass industry, which have hardly been explored to date. To close this research gap, process simulation models are developed to investigate post-combustion CO2 capture by absorption processes, followed by a techno-economic evaluation. Due to reduced flue gas volume, the designed CO2 capture plant is found to be much smaller (40 m3 absorber column volume) than absorption-based CO2 separation processes for power plants (12,560 m3 absorber column volume). As there are many options for waste heat utilization in the glass industry, the waste heat required for CO2 desorption can be generated in a particularly efficient and cost-effective way. The resulting CO2 separation costs range between 41 and 42 EUR/t CO2, depending on waste heat utilization for desorption. These costs are below the values of 50–65 EUR/t CO2 for comparable industrial applications. Despite these promising economic results, there are still some technical restrictions in terms of solvent degradation due to the high oxygen content in flue gas compositions. The results of this study point towards parametric studies for approaching these issues, such as the use of secondary and tertiary amines as solvents, or the optimization of operating conditions such as stripper pressure for further cost reductions potential. KW - economic evaluation KW - CO2-separation KW - glass industry KW - oxyfuel KW - methanation KW - power-to-gas Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-53627 N1 - Corresponding author: Sebastian Gärtner VL - 16 IS - 5 SP - 1 EP - 25 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - RPRT A1 - Andratschke, Christin A1 - Ceullo, Laura A1 - Dawoud, Belal A1 - Draeger, Susan A1 - Gerdes, Thorsten A1 - Giebisch, Matthias A1 - Grießhammer, Peter A1 - Haas, Katharina A1 - Haug, Sonja A1 - Helling, Dominik A1 - Kominis, Lena A1 - Lang, Christian A1 - Malz, Sebastian A1 - Melzl, Johannes A1 - Michlbauer, David A1 - Mühlberger, Thomas A1 - Nagl, Klaus A1 - Preis, Michael A1 - Rechenauer, Christian A1 - Riederer, Michael A1 - Rückerl, Alexander A1 - Saller, Tobias A1 - Schnabl, Andreas A1 - Stadler, Michael A1 - Steffens, Oliver A1 - Steininger, Peter A1 - Stelzl, André A1 - Toutouly, Lovis A1 - Trauner, Matthias A1 - Vetter, Miriam A1 - Walbrunn, Johannes A1 - Weber, Karsten A1 - Zielbauer, Lukas ED - Steffens, Oliver T1 - MAGGIE: Energetische Modernisierung des genossenschaftlichen Wohnquartiers Margaretenau in Regensburg BT - Musterlösungen für solaroptimiertes Wohnen mit innovativen solaraktiven Baustoffen und einem KI-gestützten Energiemanagement für eine netzdienliche, emissionsarme Strom- und Wärmelogistik; Ergebnisbericht N2 - Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht. Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten. Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb. Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz. Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird. KW - Altbaumodernisierung KW - Energieeinsparung KW - Energiebewusstes Bauen KW - Haus Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-53354 SN - 978-3-96256-100-0 N1 - Gefördert durch einen Beschluss des Bundestages durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Projektlaufzeit Oktober 2017 bis Juni 2022; Förderkennzeichen 03SBE0007A–E N1 - korrigierte Version unter: https://doi.org/10.35096/othr/pub-5901 CY - Regensburg ER - TY - RPRT A1 - Bräuer, Armin A1 - Zwick, Christian A1 - Reif, Florian A1 - Kick, Andreas A1 - Albrecht, Manuel A1 - Mayer, Christoph A1 - Baddour, Mahmoud A1 - Stober, Lukas A1 - Kirmeier, Andreas A1 - Griesbeck, Sebastian A1 - Reger, Simon ED - Meier, Hans ED - Niemetz, Michael ED - Fuhrmann, Thomas ED - Reindl, Andrea T1 - FMS-BERICHTE WINTERSEMESTER 2021/2022 BT - Seminar zu aktuellen Themen der Elektro- und Informationstechnik N2 - 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, heranzuführen. Daher war geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, Veröffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erarbeiten und diese in einem Vortrag zu präsentieren. Parallel dazu erfolgte im Theorieteil die entsprechende Hinführung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation: • Bedeutung der Wissenschaftskommunikation für die Arbeit der Ingenieure in Forschung und Entwicklung • Literaturrecherche, Suchmaschinen, Sichtung und Analyse vorhandener Publikationen, Bewertung der Qualität aufgefundener Fachliteratur, Auswahl geeigneter Materialien für 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 wertschätzender Beurteilung der Leistung anderer • Publikumsangepasstes Aufbereiten komplexer fachlicher Inhalte mit hochschulöffentlicher Präsentation der Ergebnisse • Führen mündlicher wissenschaftlicher Diskurse Nachdem die Masterstudierenden in der Regel über noch keine eigene wissenschaftliche Forschungserfahrung bzw. -inhalte verfügen, lag der wählbare Schwerpunkt der Literatursuche auf der Bearbeitung von vorgegeben aktuellen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthemen. T3 - Forschungsmethoden-Seminar - 3 KW - Elektrotechnik KW - Informationstechnik KW - Angewandte Wissenschaften KW - Literaturrecherche KW - Energietechnik Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-54371 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Zacherl, Florian A1 - Wopper, Christoph A1 - Schwanzer, Peter A1 - Rabl, Hans-Peter T1 - Potential of the Synthetic Fuel Oxymethylene Ether (OME) for the Usage in a Single-Cylinder Non-Road Diesel Engine: Thermodynamics and Emissions JF - Energies N2 - 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. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55350 N1 - Project: NAMOSYN: Nachhaltige Mobilität durch synthetische Kraftstoffe (Funding Nr. 03SF0566N0) N1 - Corresponding author: Florian Zacherl VL - 15 IS - 21 SP - 1 EP - 26 PB - MDPI ER - TY - THES A1 - Hartweg, Johanna T1 - Analyse des Einflusses verschiedener Arbeitspunkte auf die wirkleistungsabhängige Spannungssensitivität an einem Mittelspannungsnetzknoten N2 - Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Untersuchung der wirkleistungsabhängigen Spannungssensitivität an den Knoten eines Mittelspannungsnetzstranges. Hierfür 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 Abhängigkeit von der Spannung des untersuchten Netzknotens. Hierbei steigt die Sensitivität bei fallenden Spannungswerten. Diese können sowohl durch Wirk- und Blindleistungsbelastungen als auch durch eine veränderte Referenzspannung am Umspannwerk bedingt werden. Darüber hinaus liegt eine Beeinflussung durch die Wirkleistungsbelastung und deren Verteilung über den Netzstrang hinweg vor. Je höher die Belastung der Leitung bis zum Knoten der Flexibilität ausfällt sowie je stärker sich die Last hin zu diesem Punkt verlagert, desto höher ist die Sensitivität. Dies gilt ebenfalls für Arbeitspunkte mit gleichbleibender Spannung in den betrachteten Knoten. Des Weiteren wird die Anpassung eines multiplen linearen Regressionsmodells vorgenommen. Dieses ermöglicht eine Abschätzung der Sensitivitätswerte durch die Kenntnis einiger, die Belastungssituation des Netzes bestimmender Parameter. KW - Netzmodell KW - Sensitivitätsanalyse KW - Arbeitspunktabhängigkeit Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55648 CY - Regensburg ER -