TY - GEN A1 - Pershina, K. V. A1 - Savelev, Dmitrii V. A1 - Glavan, Gašper A1 - Chashin, Dmitri V. A1 - Belyaeva, Inna A. A1 - Fetisov, Leonid Y. A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail T1 - The voltage response of a structure comprising a magnetoactive-elastomer cylinder and a piezoelectric material to magnetic field step excitations T2 - The 4th International Baltic Conference on Magnetism (IBCM 2021) : Svetlogorsk, Russia August 29 - September 2, 2021 : Book of Abstracts Y1 - 2021 UR - http://smba.science/wp-content/uploads/2021/10/IBCM-2021-Book-of-Abstracts-5.pdf SP - 182 PB - Immanuel Kant Baltic Federal University, Kaliningrad, Russia ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Schumm, Leon T1 - Netzpuffer – Speicher & Kraftwerke als virtuelle Leitungen für mehr Versorgungssicherheit und EE-Integration in Nord und Süd T2 - 7. Smart-Grid-Fachtagung WAGO, Hannover, 29. Sept. 2021 KW - Stromspeicher KW - Batterien KW - Netzpuffer KW - Stromnetz Y1 - 2021 ER - TY - RPRT A1 - Sterner, Michael A1 - Schumm, Leon A1 - Rank, Daniel A1 - Hofrichter, Andreas T1 - Intelligente Netzpuffer : Abschlussbericht (24.01.2021) KW - Stromspeicher KW - Batterien KW - Netzpuffer KW - Stromnetz Y1 - 2021 N1 - unveröffentlichter Abschlussbericht ER - TY - THES A1 - Thema, Martin Jiří T1 - Process optimization for microbial biosynthesis of methane in a trickle-bed reactor for Power-to-Gas applications: the ORBIT-process N2 - This thesis identifes Power-to-Gas in general and biological CO2-methanation in trickle-bed reactors in particular as promising energy storage and sector coupling technology ready for application but with further optimization potential. It reviews the global status and development of Power-to-Gas technology as to be of exponentially growing importance in energy systems changing towards renewable power supply and analyzes optimization and standardization potential for biological CO2-methanation in tricklebed reactors deriving an improved methanation process. Process development and experiments on hydrodynamical and biological improvement of such a setup were performed, leading to an optimized combination of a packing and microorganisms in pure culture embedded in the new ORBIT-process. First experimental results give evidence of successful application of different optimization approaches implemented in a technical center scale setup. N2 - Die vorliegende Arbeit analysiert Status und Entwicklung der Power-to-Gas-Technologien Wasserelektrolyse und CO2-Methanisierung hinsichtlich Kosten, technischer Parameter und energiepolitischer Stellung in den wichtigsten Einsatzländern. So konnte ein exponentieller Trend in zugebauter Anlagenleistung sowie deutliche Investitionskostendegressionen für alle untersuchten Technologien abgeleitet werden. Die Arbeit entwickelt Optimierungs- und Standardisierungsansätze für die biologische CO2-Methanisierung im Rieselbett-Reaktor, welche als eine der vielversprechenden Power-to-Gas-Anwendungen identifiziert wird. Mit Versuchen zur Verbesserung der hydrodynamischen Bedingungen im Reaktor sowie zu einer optimierten Verbindung aus Packungselementen und Mikroorganismen in Reinkultur wird daraus der neue ORBIT-Prozess abgeleitet. Erste Versuchsergebnisse aus einer realisierten Anlage im Technikumsmaßstab deuten hin auf die erfolgreiche Umsetzung der identifzierten Optimierungsansätze. T2 - Prozessoptimierung zur biologischen CO2-Methanisierung im Rieselbettreaktor f¨ur Power-to Gas-Anwendungen: der ORBIT-Prozess KW - CO2-methanation KW - ORBIT-process KW - Power-to-Gas KW - biological methanation KW - biomethanation KW - trickle-bed reactor Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:29-opus4-150567 SN - 978-3-8440-7656-1 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 - JOUR A1 - Malz, Sebastian A1 - Krenkel, Walter A1 - Steffens, Oliver T1 - Infrared Reflective Wall Paint in Buildings: Energy Saving Potentials and Thermal Comfort JF - Energy and Buildings N2 - The reduction of the energy demand of existing buildings is the main objective of building refurbishment. Managing the heat radiation properties of the wall construction is a possible way to develop highly effective and resource efficient insulation materials and concepts. The application of infrared reflective wall paints and coatings has been studied since the latter half of the 20th century. A brief review of the literature gives an account of the current research status. One has to realise that the conclusions are not uniformly consistent but depend strongly on the specific boundary conditions and investigated parameters. The study presented here discusses the usage of infrared reflective wall paint in conjunction with heat insulation for historic brick masonry. The possible energy savings are linked to the resulting thermal comfort. We identify critical parameters that must be taken into account when using infrared reflective wall paint and derive recommended design rules for the refurbishment of such building types. The findings prove that infrared reflective wall paint can decrease heat losses by 18% and up to 22% if comfort conditions are considered. Increasing energy savings can also cause the negative effect of high radiative asymmetry. Thus, each configuration must be observed in detail. KW - Infrared-reflective KW - Wall paint KW - Coating KW - Existing buildings KW - Radiative asymmetry KW - Energy efficiency Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110212 SN - 0378-7788 VL - 224 IS - October PB - Elsevier ER - TY - GEN A1 - Schwanzer, Peter A1 - Dietrich, Markus A1 - Gaderer, Matthias A1 - Rabl, Hans-Peter T1 - Detektion unterschiedlicher Medien in Gasoline Particulate Filter (GPF) mit Hilfe eines Radio-Frequenz (RF-) Sensors T2 - Bayerische Wissenschaftsforum - BayWISS 2020 Y1 - 2020 UR - https://mobilitaet-verkehr.baywiss.de/fileadmin/verbundkolleg/mobilitaet-verkehr/poster/Schwanzer_Peter.pdf ER - TY - GEN A1 - Oetjen, Arne A1 - Rieger, Anna A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - van de Par, Steven T1 - The role of dissonance in the sound quality perception for electric vehicles T2 - The Journal of the Acoustical Society of America N2 - Tonal components can be regarded as one of the most relevant components for interior sound quality of electric vehicles, especially at low speeds. Sources for these tones are for example the vehicles' drivetrains but also other technical components. Depending on the driving conditions, due to the interaction of various dominant sources, audible tone complexes can occur. Similar to musical intervals, the different frequency ratios within these complexes can result in consonant or dissonant sensations. The strength of this sensation does not only depend on the frequency relation of the tones but also on their relative levels. In this study, different musical intervals were subjectively rated in terms of their specific consonant or dissonant character. Using an adaptive procedure, sound pairs, each consisting of a two-tone signal, where adjusted to equal dissonance by varying the level of the second tone of one of the two-tone signals. Using the same paradigm, also pairs of equal vehicle sound quality were obtained. With these results, it is possible to quantify dissonance, and theinfluence of dissonance on sound quality expressed in terms of level differences of two-tone signals. These results can help to make the concept of dissonance more useful for sound-engineering applications. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1121/1.5147356 VL - 148 IS - 4 PB - Acoustical Society of America ER - TY - CHAP A1 - Frauenschläger, Tobias A1 - Dentgen, Manuel A1 - Mottok, Jürgen T1 - Systemarchitektur eines Sicherheitsmoduls im Energiesektor T2 - Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung" N2 - Aufgrund der immer weiter anwachsenden Vernetzung der Stromnetze wird die Kommunikation zwischen der Leitstelle des Energieversorgers und den Infrastrukturkomponenten innerhalb eines Umspannwerks immer bedeutsamer. Dabei werden sowohl Steuerbefehle als auch Daten für Überwachungsfunktionen übertragen. In den aktuellen Netzwerkarchitekturen findet diese Kommunikation ohne eine kryptografische Absicherung statt, was einen Angriffspunkt für gezielte Attacken und damit eine potenzielle Gefährdung der Energieversorgung darstellt. Um solchen Angriffen in Zukunft entgegenzuwirken, wird das ES³M-Sicherheitsmodul entwickelt. Dieses soll in das Netzwerk zwischen den beiden Kommunikationspartnern eingesetzt werden und so den Datenverkehr absichern. Mithilfe einer Bedrohungsanalyse wurden Anforderungen abgeleitet, die neben kryptografischen Maßnahmen auch Themen wie funktionale Sicherheit und Langlebigkeit umfassen. Um diese zu erfüllen, wurde eine spezielle Systemarchitektur auf Basis einer Aufgabenteilung entworfen. Diese Architektur und korrespondierende Designentscheidungen werden präsentiert. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2092 N1 - Die Konferenzveröffentlichung erschien im Band "Fachbeiträge 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020" mit dem Titel „Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung“. Die Fachtagung, geplant für den 01. April 2020 an der Hochschule Landshut, wurde aufgrund der Corona-Pandemie abgesagt, die eingereichten Fachbeiträge im Band veröffentlicht. Hrsg.: Artem Ivanov, Marc Bicker und Peter Patzelt. Hochschule Landshut, 2020, ISBN 978-3-9818439-4-1 SP - 29 EP - 38 CY - Landshut ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz Zukünftige Stromnetze: 29.-30. Januar 2020, Berlin) N2 - Im Rahmen des Projektes C/sells wurden mehrere Mittelspannungsnetze modelliert, um die aktuellen Spannungsverhältnisse und Leitungsauslastungen nachbilden zu können. Zudem wurden, angelehnt an den Netzentwicklungsplan, Szenarien für den zukünftigen PV-Zubau und die potenzielle Entwicklung der Elektromobilität entworfen. Auf Basis der Ergebnisse lässt sich eine Netzanalyse hinsichtlich Spannungs- und Stromgrenzwertüberschreitungen sowie zu deren potenziellen Auftrittszeitpunkten und Auftrittsdauern durchführen. Parallel wurde anhand von Sensitivitätsanalysen untersucht, welche Wirksamkeit Flexibilitätseinsätze an den verschiedenen Netzknoten auf den Engpass haben. Dadurch kann bestimmt werden, wie effektiv die verfügbaren, in der Regel örtlich gebundenen Flexibilitätsanbieter eingesetzt werden können. Da die Sensitivitäten arbeitspunktabhängig sind, wurden verschiedene Zeitpunkte im Jahresverlauf berechnet und die jeweilige Änderungen der Wirksamkeit ausgewertet. Neben der Höhe der Leistungsabweichung wurde die Flexibilitätsanforderung auch anhand der Einsatzzeitpunkte und Einsatzdauer sowie anhand der Häufigkeit der nötigen Flexibilitätseinsätze charakterisiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll abgeleitet werden, inwiefern sich der flexible Einsatz der Verbrauchsanlagen in der Netzplanung verankern lässt. Besonders relevant ist deshalb, mit welcher Verlässlichkeit die Flexibilität abgerufen werden kann. Eine sehr hohe Verlässlichkeit lässt sich je nach Flexibilitätsanbieter möglicherweise nicht oder nur zu sehr hohen Preisen gewährleisten. Die Eignung der Flexibilitätseinsätze wird somit sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Da eine vollständige Verlässlichkeit ohnehin nicht sichergestellt werden kann (technische Störungen einer Anlage, Wettereinflüsse, etc.), werden auch Fallback-Strategien, z. B. Einspeisespitzenkappung, in die Analyse einbezogen. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Netzanalyse Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55592 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 77 EP - 81 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Erschließung der Flexibilitätspotenziale eines Trinkwasserversorgungssystems T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz „Zukünftige Stromnetze“: 2020, Berlin) N2 - In Zusammenarbeit mit den Kreiswerken Cham wurde an der OTH Regensburg das Trinkwasserversorgungsgebiet mit allen relevanten Pumpen und Hochbehältern nachgebildet. Mithilfe des Modells kann die aktuelle, füllstandgesteuerte Betriebsweise unter Einhaltung der Randbedingungen (Grenzwerte der Behälterfüllstände, elektrische Verschaltung der Pumpen) simuliert werden. Daraus lässt sich auch das gesicherte, für die Netzplanung geeignete Flexibilitätspotenzial anhand der Leistungsabweichung gegenüber dem regulären Fahrplan, der Einsatzdauer, dem Einsatzzeitpunkt und der Pause zwischen den Flexibilitätsabrufen charakterisieren. In einem Feldversuch wurde vordergründig untersucht, inwiefern der Einsatz von Flexibilität in der Trinkwasserversorgung technisch umsetzbar ist. KW - Netzplanung KW - Flexibilitätspotenzial KW - Trinkwasserversorgung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55629 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 126 EP - 130 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - THES A1 - Rauch, Johannes T1 - Entwicklung eines Regelverfahrens für einen optimierten und zentralen Blindleistungsabruf zur Beeinflussung des Blindleistungshaushalts von Mittelspannungsnetzen unter Einhaltung von Netzrestriktionen N2 - Die Energiewende führt zu neuen Herausforderungen für Verteilungsnetzbetreiber hinsichtlich der Er-bringung von Systemdienstleistungen, der Integration weiterer Erzeugungsanlagen und Lasten sowie der Gewährleistung einer hohen Versorgungssicherheit und normgerechten Spannungsqualität. Die De-ckung der auftretenden Blindleistungsbedarfe seitens der Netzbetriebsmittel, Verbraucher und Erzeu-gungsanlagen gewinnt durch den Wegfall der Großkraftwerke für Netzbetreiber zunehmend an Bedeu-tung. Das Projekt SyNErgie beschäftigt sich diesbezüglich mit der Entwicklung neuartiger Blindleis-tungsmanagementsysteme für Mittelspannungsnetze. Ziel ist es, das bisher ungenutzte, freie Blindleis-tungspotential betrieblicher Kompensationsanlagen und dezentraler Erzeugungsanlagen (allgemein: Blindleistungsquellen) zu nutzen, um die Blindleistungsänderungsfähigkeit eines Verteilungsnetzes zu erhöhen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines zentralen Blindleistungsregelsystems, bei dem Blindleistungsquellen auf Basis von „Optimal Power Flow“-Berechnungen über eine zentrale Recheninstanz angesteuert werden. Zum Einsatz kommt dabei ein Optimierungsalgorithmus, der auf Basis des aktuellen Netzzustandes (Spannungs- und Auslastungsreserven) und des aktuellen Blindleis-tungspotentials der Blindleistungsquellen einen bedarfsoptimalen Abruf koordiniert. Das zentrale Re-gelverfahren wird in Netzmodellen verschiedenartiger Mittelspannungsnetzgruppen und unterschiedli-cher Art und Anzahl von Blindleistungsquellen angewendet sowie im Hinblick auf variierende Zielvor-gaben und Randbedingungen evaluiert und diskutiert. KW - Netzbetriebsführung KW - Blindleistungsmanagement KW - Optimierung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-6595 ER - TY - CHAP A1 - Kraus, Hermann A1 - Brückl, Oliver T1 - Use and Programmatic Extension of PowerFactory for the Implementation of Automated Network Planning at the Distribution Grid Level T2 - 2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT): 16-18 Sept. 2020 N2 - In this paper it is presented how the network calculation program PowerFactory is used to implement automated network planning algorithms. PowerFactory’s internal functions and data sets are discussed and it is shown how the functions and data sets have been extended by specially developed scripts to enable the automation of network planning steps. Finally, the methodology applied to calculate grid use cases is briefly discussed. KW - automated grid planning KW - Current measurement KW - distribution grid KW - grid data handling KW - Load flow KW - Load modeling KW - Loading KW - Planning KW - Power cables KW - PowerFactory KW - Reactive power Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1109/ACIT49673.2020.9208900 SP - 731 EP - 736 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Netzplanung Mittelspannungsnetze: Abbildung eines innovativen Blindleistungsmanagements, Teil 1 und 2 JF - ew - Magazin für die Energiewirtschaft Y1 - 2020 IS - 7-8 und 9 SP - 36 EP - 39 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Ohne Speicher, Wasserstoff und Power-to-X keine Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie – Möglichkeiten und Notwendigkeit der integrierten Sektorenkopplung T2 - CIGRE/CIRED Informationsveranstaltung 2020, Leipzig, 13.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz KW - Energiespeicher KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-Gas technologies in the energy sector and their role in the fight against climate change T2 - Hungarian Power-to-Gas REKK Forum, Budapest Corvinus University, 12.02.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Megathema Wasserstoff: Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - IRES Symposium, Berlin 18.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Wasserstoff KW - Klimaneutralität KW - Power-to-X KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Die Rolle von Wasserstoff in allen Sektoren T2 - Sektorenübergreifende Erkenntnisse zu PtX Fachforum "Wasserstoff Technologie, Prozesssicherheit und Regionalentwicklung", Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V.) Meinsberg, 23.9.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - Hydrogen Dialogue H2.Bayern, 18.11.2020, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - The role of green H 2 + Power-to-X in the German Energy Transition T2 - First Brazilian-German Green Hydrogen Congress, Brasilia 06.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Bedeutung des Klimaschutzes für die Wirtschaft in Ostbayern T2 - Veranstaltungsreihe der Freunde der OTH Regensburg e. V., Regensburg, Regensburg 25.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Vom Klimaschutz zum Wasserstoff in Verkehr und Industrie – jetzt regional handeln T2 - Kick-Off Workshop: HyExpert Wasserstoffmodellregion Fichtelgebirge, Wunsiedel, 22.09.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff als zentraler Baustein der Energiewende in Süddeutschland: Powerto- Gas und der rechtliche Rahmen T2 - 1. Wasserstofftag Süddeutschland, Um 29.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Warum wir Power-to-X für die Klimaneutralität und Mobilitätswende brauchen T2 - DECHEMA Fachforum Diesel: Mobilitätswende durch alternative Antriebe und Kraftstoffe:, Frankfurt 02.12.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff – Energieträger der Zukunft T2 - BBA Forum, Passau 24.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - CHAP A1 - Rill, Daniel A1 - Butz, Christiane A1 - Rill, Georg ED - Kecskeméthy, Andrés ED - Geu Flores, Francisco T1 - Dynamic Interaction of Heavy Duty Vehicles and Expansion Joints T2 - Multibody Dynamics 2019, Proceedings of the 9th ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics N2 - The “Smart Bridge (Intelligente Brücke)” project cluster, initiated by the German Federal Highway Research Institute (Bundesanstalt für Straßenwesen, BASt) and the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI), focuses on “smart” monitoring devices that allow an efficient and economic maintenance management of bridge infrastructures. Among the participating projects, the one presented herein focuses on the development of a smart expansion joint, to assess the traffic parameters on site. This is achieved by measuring velocity and weight of crossing vehicles. In reference measurements, performed with a three-axle truck and a typical tractor semi-trailer combination with five axles in total, it was shown that the interaction between the vehicle and the expansion joint is highly dynamic and depends on several factors. To get more insight into this dynamic problem, a virtual test rig was set up. Although nearly all vehicle parameters had to be estimated, the simulation results conform very well with the measurements and are robust to vehicle parameter variations. In addition, they indicate a significant influence of the expansion joint dynamic to the peak values of the measured wheel loads, in particular on higher driving velocities. By compensating the relevant dynamic effects in the measurements, a “smart” data processing algorithm makes it possible to determine the actual vehicle weights in random traffic with reliability and appropriate accuracy. Y1 - 2020 SN - 978-3-030-23131-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-23132-3_56 VL - 53 SP - 471 EP - 478 PB - Springer International Publishing CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Haug, Sonja A1 - Vetter, Miriam A1 - Weber, Karsten T1 - Gebäudesanierung zwischen Energieeffizienz und Sozialverträglichkeit BT - Zwei empirische Fallstudien JF - TATuP - Zeitschrift für Technikfolgenabschätzung in Theorie und Praxis N2 - Die Akzeptanz unter Bewohnern und Bewohnerinnen gewinnt bei hoch komplexen, technisch anspruchsvollen energetischen Sanierungen als „Innovationsmotor“ zunehmend an Relevanz. Der Beitrag basiert auf zwei Fallstudien zur partizipativen Nutzereinbindung bei energetischen Sanierungen im genossenschaftlichen Wohnbau historischer Stadtquartiere in Regensburg. Neben einer sozialverträglichen Sanierung wurde jeweils ein hohes Maß an Energieeffizienz bei den technischen Lösungen ange-strebt. Haushaltsbefragungen und qualitative Interviews zeigen die hohe Akzeptanz von Sanierungsmaßnahmen, sofern die Senkung der Energiekosten die erhöhte Miete kompensiert. Abschließend werden Akzeptanzfaktoren wie Partizipation, Vertrauen, Sozialverträglichkeit und Autarkie erörtert. T2 - Building restoration between energy efficiency and user acceptance KW - Altbaumodernisierung KW - Energieeinsparung KW - Sozialverträglichkeit KW - Fallstudie KW - energy-efficient building restoration KW - user acceptance KW - household survey KW - historic quarter KW - renewable energy Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.14512/tatup.29.3.56 SN - 2567-8833 VL - 29 IS - 3 SP - 56 EP - 63 PB - oekom-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Reindl, Andrea A1 - Meier, Hans A1 - Niemetz, Michael ED - Brinkmann, André ED - Karl, Wolfgang ED - Lankes, Stefan ED - Tomforde, Sven ED - Pionteck, Thilo ED - Trinitis, Carsten T1 - Scalable, Decentralized Battery Management System Based on Self-organizing Nodes T2 - Architecture of computing systems - ARCS 2020: 33rd international conference, Aachen, Germany, May 25-28, 2020, proceedings N2 - Due to the transition to renewable energy sources and the increasing share of electric vehicles and smart grids, batteries are gaining in importance. Battery management systems (BMSs) are required for optimal, reliable operation. In this paper, existing BMS topologies are presented and evaluated in terms of reliability, scalability and flexibility. The decentralisation of BMSs and associated advantages are shown. A scalable, reconfigurable BMS based on a distributed architecture of self-organized, locally controlled nodes is proposed. For distributed system control, producers, batteries and consumers each are equipped with a local microcontroller based control unit, which monitors and controls the local parameters with its own computing and communication resources. Features, advantages and challenges to overcome of the proposed approach are described. KW - Availability Decentralized control KW - Battery management systems KW - Controller Area Network KW - distributed management KW - fault tolerant control KW - Multi-microcomputer system KW - Reconfigurable architectures KW - Renewable energy sources KW - Scalability KW - Topology Y1 - 2020 SN - 978-3-030-52793-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-52794-5_13 VL - 12155 SP - 171 EP - 184 PB - Springer International Publishing CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Anders, M. A1 - Briem, Ulrich A1 - Novak, G. A1 - Steinbach, G. ED - Katterfeld, André ED - Krause, Friedrich ED - Pfeiffer, Dagmar ED - Richter, Klaus T1 - Neue VDI-Richtlinie für die Seiltriebauslegung T2 - 28. Internationale Kranfachtagung 2020 "Kran 4.0: Potenziale der Digitalisierung", 4. und 5. März 2020, Magdeburg Y1 - 2020 SN - 978-3-947068-08-1 SP - 59 EP - 72 PB - LOGiSCH GmbH CY - Magdeburg ER - TY - JOUR A1 - Mikhaeil, Makram A1 - Gaderer, Matthias A1 - Dawoud, Belal T1 - On the development of an innovative adsorber plate heat exchanger for adsorption heat transformation processes; an experimental and numerical study JF - Energy N2 - An innovative adsorber plate heat exchanger (APHE), which is developed for application in adsorption heat pumps, chillers and thermal energy storage systems, is introduced. A test frame has been constructed as a representative segment of the introduced APHE for applying loose grains of AQSOA-Z02. Adsorption kinetic measurements have been carried out in a volumetric large-temperature-jump setup under typical operating conditions of adsorption processes. A transient 2-D model is developed for the tested sample inside the setup. The measured temporal uptake variations with time have been fed to the model, through which a micro-pore diffusion coefficient at infinite temperature of 2 E−4 [m2s−1] and an activation energy of 42.1 [kJ mol−1] have been estimated. A 3-D model is developed to simulate the combined heat and mass transfer inside the APHE and implemented in a commercial software. Comparing the obtained results with the literature values for an extruded aluminium adsorber heat exchanger coated with a 500 μm layer of the same adsorbent, the differential water uptake obtained after 300 s of adsorption (8.2 g/100 g) implies a sound enhancement of 310%. This result proves the great potential of the introduced APHE to remarkably enhance the performance of adsorption heat transformation appliances. KW - Adsorber heat exchanger KW - Plate heat exchanger KW - Adsorption kinetics KW - Dynamic simulation Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118272 N1 - Corresponding author: Belal Dawoud VL - 207 IS - September SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Bringout, Gaël A1 - Erb, Wolfgang A1 - Frikel, Jürgen T1 - A new 3D model for Magnetic Particle Imaging using realistic magnetic field topologies for algebraic reconstruction JF - Inverse Problems N2 - We derive a new 3D model for magnetic particle imaging (MPI) that is able to incorporate realistic magnetic fields in the reconstruction process. In real MPI scanners, the generated magnetic fields have distortions that lead to deformed magnetic low-field volumes with the shapes of ellipsoids or bananas instead of ideal field-free points (FFP) or lines (FFL), respectively. Most of the common model-based reconstruction schemes in MPI use however the idealized assumption of an ideal FFP or FFL topology and, thus, generate artifacts in the reconstruction. Our model-based approach is able to deal with these distortions and can generally be applied to dynamic magnetic fields that are approximately parallel to their velocity field. We show how this new 3D model can be discretized and inverted algebraically in order to recover the magnetic particle concentration. To model and describe the magnetic fields, we use decompositions of the fields in spherical harmonics. We complement the description of the new model with several simulations and experiments, exploring the effects of magnetic fields distortion and reconstruction parameters on the reconstruction. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-6420/abb446 VL - 36 IS - 12 PB - IOP Publishing ER - TY - JOUR A1 - Frazzica, Andrea A1 - Brancato, Vincenza A1 - Dawoud, Belal T1 - Unified Methodology to Identify the Potential Application of Seasonal Sorption Storage Technology JF - Energies N2 - In this study, the definition of a new methodology for a preliminary evaluation of the working boundary conditions under which a seasonal thermal energy storage (STES) system operates is described. The approach starts by considering the building features as well as the reference heating system in terms of solar thermal collectors’ technology, ambient heat sinks/source, and space heating distribution systems employed. Furthermore, it is based on a deep climatic analysis of the place where the STES needs to be installed, to identify both winter and summer operating conditions. In particular, the STES energy density is evaluated considering different space heating demands covered by the STES (ranging from 10% up to 60%). The obtained results demonstrate that this approach allows for the careful estimation of the achievable STES density, which is varies significantly both with the space heating coverage guaranteed by the STES as well as with the ambient heat source/sink that is employed in the system. This confirms the need for careful preliminary analysis to avoid the overestimation of the STES material volume. The proposed approach was then applied for different climatic conditions (e.g., Germany and Sweden) and the volume of one of the most attractive composite sorbent materials reported in the literature, i.e., multi-wall carbon nanotubes (MWCNT)-LiCl, using water as the working fluid, needed for covering the variable space heating demand in a Nearly Zero Energy Building (NZEB) was calculated. In the case of Swedish buildings, it ranges from about 3.5 m3 when 10% of the space heating demand is provided by the STES, up to 11.1 m3 when 30% of the space heating demand is provided by the STES. KW - seasonal thermal storage KW - composite sorbents KW - operating conditions Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/en13051037 VL - 13 IS - 5 SP - 1 EP - 17 PB - MPDI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Keim, Vincent A1 - Paredes, Marcelo A1 - Nonn, Aida A1 - Münstermann, Sebastian T1 - FSI-simulation of ductile fracture propagation and arrest in pipelines BT - Comparison with existing data of full-scale burst tests JF - International Journal of Pressure Vessels and Piping N2 - The fracture propagation and arrest control for pipelines transporting rich natural gases and high vapor pressure liquids is based on the Battelle Two-Curve Model (BTCM). Distinct limitations of this model were demonstrated for past and modern steels and gas mixtures. These can be related to the insufficient description of individual physical processes and interactions between the pipe material and transported mixture during the running ductile fracture. In the past, fluid-structure interaction (FSI) models enabled a more sophisticated, coupled analysis of the failure scenario. To quantify their capability of describing the multi-physical processes, the FSI models need to be verified by experimental data from full-scale burst tests (FSBT). Therefore, this paper deals with the simulation of five FSBTs from the literature on API grade X65 pipes with different pipe geometries, mixtures and initial conditions. The FSI is modeled by the coupled Euler-Lagrange (CEL) method. The modified Mohr-Coulomb (MMC) model is implemented in the CEL framework to describe the deformation and ductile fracture in the X65/L450 pipes. 3D Euler equations are used to calculate the mixture decompression with the GERG-2008 equation of state defining the volumetric behavior of a CO2-rich mixture, CH4 and H2. The extended model considers the effect of soil backfill on the pipe deformation and inertia. The numerical predictions agree well with the experimental findings in terms of the crack propagation speed and arrest length underlining the capability of the developed numerical tool. KW - Running ductile fracture KW - Crack arrest KW - Fluid-structure interaction KW - MMC model KW - CO2 decompression KW - Bruchmechanik KW - Fluid-Struktur-Wechselwirkung KW - Pipeline KW - Simulation Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2020.104067 VL - 182 IS - May PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Lang, Christian A1 - Steinborn, Florian A1 - Steffens, Oliver A1 - Lang, Elmar Wolfgang ED - Valenzuela, O. ED - Rojas, F. ED - Herrera, L.J. ED - Pomares, H. ED - Rojas, I. T1 - Applying a 1D-CNN Network to Electricity Load Forecasting T2 - Theory and Applications of Time Series Analysis N2 - This paper presents a convolutional neural network (CNN) which can be used for forecasting electricity load profiles 36 hours into the future. In contrast to well established CNN architectures, the input data is one-dimensional. A parameter scanning of network parameters is conducted in order to gain information about the influence of the kernel size, number of filters and number of nodes. Furthermore, different dropout methods are applied to the CNN and are evaluated. The results show that a good forecast quality can already be achieved with basic CNN architectures, the dropout improves the forecast. The method works not only for smooth sum loads of many hundred consumers, but also for the load of single apartment buildings. KW - Energy load forecasting KW - STLF KW - Neural networks KW - CNN KW - Convolutional networks Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-56219-9_14 SP - 205 EP - 218 PB - Springer ER - TY - JOUR A1 - Anders, M. A1 - Briem, Ulrich A1 - Novak, G. A1 - Steinbach, G. T1 - Inspektionsintervalle im Blick JF - Technische Logistik Y1 - 2020 SP - 14 EP - 17 PB - Huss-Medien CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Chen, Rui A1 - Zhang, Zhuo A1 - Song, Ruizhou A1 - Fang, Cheng A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Guo, Jianglong T1 - Time-dependent electroadhesive force degradation JF - Smart Materials and Structures N2 - This paper concerns a comprehensive investigation of time-dependent electroadhesion (EA) force degradation. EA shear force tests on different object materials (a PET, glass, ABS, and wood plate) have shown that force degradation was dominated by residual polarization charges trapped in the EA pad dielectric rather than in the substrate dielectric from which the object to be prehended is made. In order to explain this dynamic physical phenomenon, a model of dielectric polarization and depolarization has been proposed. According to the derived relationship between EA force and discharge time, three different methods intended to mitigate this problem has been compared: (1) the natural discharge method, (2) the high voltage resistor discharge method, and (3) the discharge prior to field polarity reversal method. These methods are useful for generating repeatable and stable EA forces, which are required for the characterization of EA pads and their subsequent employment in material handling, mobile robot crawling and climbing tasks. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab79b5 VL - 29 IS - 5 PB - IOP Publishing ER - TY - JOUR A1 - Chatzitakis, Paris A1 - Safarov, Javid A1 - Opferkuch, Frank A1 - Dawoud, Belal A1 - Hassel, Egon T1 - Vapor pressures and activity coefficients of 2,2,2-trifluoroethanol in binary mixtures with 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and 2-pyrrolidone JF - Journal of Molecular Liquids N2 - The vapor pressures of two binary mixtures containing 2-trifluoroethanol (TFE) + 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and TFE + 2-pyrrolidone (PYR), were investigated at temperatures T = (274.15 to 423.15) K using two different static method installations. Both combinations were modelled using an extended Clausius-Clapeyron equation with concentration dependent parameters and the NRTL equation with temperature dependent parameters. The best fit was obtained using the NRTL equation. KW - 2-Trifluoroethanol KW - 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone KW - 2-Pyrrolidone KW - Vapor pressure KW - NRTL KW - Clausius-Clapeyron Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.112828 SN - 0167-7322 VL - 305 IS - May PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Briem, Ulrich T1 - Die neue VDI 2500 : Faserseilwissen kompakt JF - Logistik für Unternehmen N2 - Die Richtlinie VDI 2500 „Faserseile“ hat 1990 erstmals zusammenfassend den Stand der Technik auf dem Gebiet der Faserseile dargestellt und wertvolle Infor-mationen über Aufbau, Auswahl, Konfek-tionierung und Überwachung von Faser-seilen gegeben. Die jetzt erscheinende zweite Auflage enthält eine Vielzahl wichtiger technischer Neuerungen für die Praxis. Zu nennen sind hier die hochfesten Fasern und deren Beschichtung sowie die erstmals systematisch aufgeführten Sei-lendverbindungen und ein Ausblick auf die zukünftig bedeutsamen sogenannten Hybridseile. Eine Checkliste hilft bei der richtigen Auswahl und Bemessung von Faserseilen. Bei den Normen wurde – soweit möglich – auf europäische Normen verwiesen. Y1 - 2020 UR - https://elibrary.vdi-verlag.de/10.37544/0930-7834-2020-11-12-36/faserseilwissen-kompakt-jahrgang-34-2020-heft-11-12?page=1 IS - 11-12 SP - 36 EP - 37 ER - TY - JOUR A1 - Briem, Ulrich T1 - Umlaufbiegewechselzahl von verdichteten Seildrähten JF - Draht Y1 - 2020 UR - https://umformtechnik.net/draht/Inhalte/Aus-der-Forschung/Umlaufbiegewechselzahl-von-verdichteten-Seildraehten IS - 6 SP - 14 EP - 15 ER - TY - JOUR A1 - Geilfuß, Kristina A1 - Dawoud, Belal T1 - Analytical investigation of a zeolite-NaY-water adsorption heat and cold storage and its integration into a steam power process JF - Energy N2 - tabilizing the effects of greenhouse gas emissions on the atmosphere is a key step towards solving the global climate change problems. Storage technologies play an essential role in compensating the discrepancy between surplus energy and peak times. Sorption processes, in particular, offer an environment friendly way for almost loss-free heat (of adsorption or absorption) and cold storage. This work is dedicated first to analytically investigate the potential of applying NaY-Water/Zeolite as a working pair for heat and cold storage upon utilizing high temperature heat. It turned out that, the mass of the adsorber heat exchanger increases the useful specific heat stored from 229 kWh/tzeolite for the ideal storage to 538 kWh/tzeolite or even higher depending on the thermal capacity of the adsorber heat exchanger (AdsHX). Contrary to that trend, COP will decrease with increasing the thermal capacity of the AdsHX. Sensible heat losses between charging and discharging phases do have a negative effect on both stored heating capacity and COP. In addition, an innovative hybrid steam power cum adsorption storage process is introduced and analytically investigated at different ambient conditions and time scenarios for on-peak and off-peak durations over the day. The introduced hybrid process seems quite promising in achieving electrical power production and efficiency enhancements during peak load durations. The extent of enhancing both performance indicators increases with increasing the ambient temperature difference between peak and off-peak times. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.116977 VL - 195 IS - March PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Schroll-Decker, Irmgard T1 - Rezension zu: Ethik des Wissens. Freiheit und Verantwortung der Wissenschaft in Zeiten des Klimawandels. oekom Verlag (München) 2019. ISBN 978-3-96238-163-9 JF - socialnet Rezensionen Y1 - 2020 UR - https://www.socialnet.de/rezensionen/26341.php SN - 2190-9245 ER - TY - JOUR A1 - Snarskii, Andrei A. A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail A1 - Yuskevich, Pavel T1 - Effective medium theory for the elastic properties of composite materials with various percolation thresholds JF - Materials N2 - It is discussed that the classical effective medium theory for the elastic properties of random heterogeneous materials is not congruous with the effective medium theory for the electrical conductivity. In particular, when describing the elastic and electro-conductive properties of a strongly inhomogeneous two-phase composite material, the steep rise of effective parameters occurs at different concentrations. To achieve the logical concordance between the cross-property relations, a modification of the effective medium theory of the elastic properties is introduced. It is shown that the qualitative conclusions of the theory do not change, while a possibility of describing a broader class of composite materials with various percolation thresholds arises. It is determined under what conditions there is an elasticity theory analogue of the Dykhne formula for the effective conductivity. The theoretical results are supported by known experiments and show improvement over the existing approach. The introduction of the theory with the variable percolation threshold paves the way for describing the magnetorheological properties of magnetoactive elastomers. A similar approach has been recently used for the description of magneto-dielectric and magnetic properties. KW - elastic properties KW - effective medium approximation KW - self-consistent KW - random heterogeneous medium KW - two-phase composite material KW - percolation threshold Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/ma13051243 VL - 13 IS - 5 SP - 1 EP - 19 PB - MPDI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Schiedermeier, Maximilian A1 - Rettner, Cornelius A1 - Steiner, Marcel A1 - März, Martin T1 - Dual-inverter control synchronization strategy to minimize the DC-link capacitor current T2 - 2020 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), 18 November 2020 - 16 December 2020, Gijon, Spain N2 - This paper proposes the possible switching synchronization strategies of an automotive dual-inverter against the background of minimizing the RMS DC-link capacitor current. The publication mainly focuses on the straight-ahead motion of a rear axle with one electric drive per wheel. In addition to it, a dual-inverter consisting of two subinverters with a common DC-link capacitor is taken into consideration. These sub-inverters each have three phases and are based on a 2-level voltage-source-topology. To control the electrical machines, the continuous Space-Vector-Modulation strategy is used. For this application, different control signal synchronization strategies of the two sub-inverters of the dualinverter are presented. Apart from the existing strategies, this paper proposes a new method, which inherits a compromise between low complexity and high effectiveness. In contrast to previous publications, the resulting capacitor currents are quantified and subsequentlyevaluated. This novel quantification, which is dependent on the dual-inverter’s operating point, provides a base for targeted dimensioning of the capacitor. Moreover, this forms the foundation for further investigations of vehicle’s cornering, as well as for the possible synchronization of stand-alone inverters. In the context of this publication, the presented results are verified by experimentally determined data of a motor-inverter system. KW - Axles KW - Capacitors KW - Complexity theory KW - DC-link capacitor KW - Dual-inverter KW - interleaved inverters KW - Inverters KW - space vector modulation (SVM) KW - Switches KW - Synchronization KW - Voltage source inverter (VSI) KW - Wheels Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1109/VPPC49601.2020.9330921 SP - 1 EP - 6 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Bruni, S. A1 - Meijaard, J. P. A1 - Rill, Georg A1 - Schwab, A. L. T1 - State-of-the-art and challenges of railway and road vehicle dynamics with multibody dynamics approaches JF - Multibody System Dynamics N2 - A review of the current use of multibody dynamics methods in the analysis of the dynamics of vehicles is given. Railway vehicle dynamics as well as road vehicle dynamics are considered, where for the latter the dynamics of cars and trucks and the dynamics of single-track vehicles, in particular motorcycles and bicycles, are reviewed. Commonalities and differences are shown, and open questions and challenges are given as directions for further research in this field. KW - AUTOMATIC-GENERATION KW - BICYCLE DYNAMICS KW - Bicycles KW - CREEP FORCES KW - FREIGHT WAGON KW - LATERAL DYNAMICS KW - LINEAR-MODEL KW - Motorcycles KW - NON-HERTZIAN KW - PASSIVE RIDER KW - Railway vehicles KW - Review KW - Road vehicles KW - ROLLING-CONTACT KW - vehicle dynamics KW - WHEELSET-TRACK INTERACTION Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1007/s11044-020-09735-z VL - 49 IS - 1 SP - 1 EP - 32 PB - Springer ER - TY - JOUR A1 - Schulz, Carsten A1 - Schwarz, Colin T1 - Drivetrain fatigue strength characteristics of model-predictive control for wind turbines JF - Wind Energy N2 - Wind turbines play a crucial role in the revolution towards renewable resources. They need to be economically competitive to be sustainable. This still requires to lower the cost of energy (COE). To this end, nonlinear model predictive control (NMPC) is used within this paper. As known from literature, NMPC significantly improves the energy extracting performance as well as the mitigation of tower loads of wind turbines. As it is shown in this paper, the drivetrain fatigue strength drops disproportionally in parallel, which either increases the demands on the turbine design or decreases the lifetime of drivetrain components. Without additional boundary conditions to the underlying optimal control problems (OCPs), the application of energy-maximizing NMPC might so even raise the COE. Only penalizing axial torque oscillations by quadratic terms decreases energy-extracting performance below the level of classical wind turbine controllers. This makes more sophisticated conditions necessary. In this paper, the increase of the drivetrain damage by NMPC is analyzed, and appropriate boundary conditions are derived, to balance the two contradicting objectives of energy maximization and drivetrain load mitigation. An NMPC approach based on indirect methods is used, to obtain a solution of the OCPs very efficiently. It applies the Hamilton equations and Pontryagin's maximum principle. Its accuracy and efficiency to solve OCPs was presented over the last decades. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/we.2520 VL - 23 IS - 12 SP - 2137 EP - 2149 PB - Wiley ER - TY - BOOK A1 - Altmann, Robert A1 - Gebhard, Jürgen A1 - Emberger, Peter A1 - Thuneke, Klaus A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Remmele, Edgar T1 - Zünd- und Brennverhalten von Pflanzenölkraftstoff und Übertragung auf einen Motor der Abgasstufe V N2 - Durch den Ersatz von Dieselkraftstoff durch Rapsölkraftstoff (R100) können Treibhausgasemissionen reduziert werden. Für einen störungsfreien Betrieb eines Motors mit Rapsölkraftstoff sind jedoch Modifikationen an Motorkomponenten und Motorsteuergerät notwendig, um eine effiziente Verbrennung im Motor zu erreichen. Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung von Grundlagen zur Auslegung der Motorsteuerung pflanzenöltauglicher Offroad-Motoren mit moderner Abgasnachbehandlung mit anschließender entsprechender Abstimmung der Motorapplikation am Prüfstand. Grundlegende Untersuchungen der physikalischen Prozessabläufe von R100 bei der Einspritzung werden an einem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA) und einer Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) durchgeführt. Unterschiede im Zünd- und Brennverhalten werden in einer Konstantvolumenbrennkammer untersucht. Abschließend werden die Erkenntnisse am Motorenprüfstand auf einen DEUTZ-Motor übertragen, dessen Einspritzsystem auch bei den grundlegenden Untersuchungen verwendet wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass das Einspritzverhalten von R100 eine höhere Sensitivität gegenüber Kraftstofftemperaturvariationen aufweist als Dieselkraftstoff. Bei niedrigen raftstofftemperaturen sind mit R100 ein längerer Öffnungsverzug und eine geringere Einspritzmenge festzustellen. Um diesen Einfluss bei der Einspritzstrategie zu kompensieren, ist die Kenntnis der Kraftstofftemperatur im Injektor notwendig. Eine weitere Herausforderung stellt die Gemischaufbereitung dar, hier führen unter anderem die höhere Viskosität und höhere Siedetemperaturen von R100 zu einem schmäleren Spritzwinkel und verzögerter Verdampfung im Vergleich zum Dieselkraftstoff. Eine Erhöhung des Einspritzdrucks und höhere Temperaturen und Drücke in der Brennkammer verbessern die Gemischaufbereitung. Bei Bedingungen von mittlerer und hoher Last ist der Zündverzug von R100 kürzer und das Verbrennungsverhalten ähnlich zum Dieselkraftstoff. Eine geringere Wärmefreisetzung von R100 wird durch den geringeren Heizwert verursacht. Unter Bedingungen von niedriger Last und Motorstart ist ein längerer Zündverzug von R100 im Vergleich zum Dieselkraftstoff festzustellen. Eine Steigerung des Einspritzdrucks und höhere Brennkammerdrücke und -temperaturen führen bei beiden Kraftstoffen zu kürzeren Zündverzügen, der Einfluss dieser Parameter ist jedoch für R100 stärker als für Dieselkraftstoff. Voreinspritzungen führen bei beiden Kraftstoffen zu einer Verkürzung des Zündverzugs der Haupteinspritzung und zu einer geringeren Wärmefreisetzungsrate. Am Motorprüfstand ist bei gleicher Motorapplikation mit R100 eine geringere Leistung als mit Dieselkraftstoff festzustellen. Nach Angleichung der Motorleistung durch Anhebung der Einspritzmenge von R100 sind im Rohabgas Stickstoffoxid (NOX)- und Kohlenstoffmonoxidemissionen auf gleichem Niveau zu Dieselkraftstoff zu beobachten sowie geringere Partikelemissionen. Unter Verwendung eines DoE Vorgehens kann der Partikel-NOX - trade-off von R100 optimiert und Einstellparameter gefunden werden, in denen sowohl niedrigere NOX als auch niedrigere Partikelemissionen im Vergleich zum Dieselkraftstoff resultieren. Das installierte Abgasnachbehandlungssystem, bestehend aus einem Dieseloxidationskatalysator (DOC), Dieselpartikelfilter (DPF) und selektivem katalytischem Reduktionssystem (SCR), arbeitet für beide Kraftstoffe ähnlich und es scheint keine Anpassung der Dosierungsstrategie der wässrigen Harnstofflösung notwendig zu sein. Eine Regeneration des Partikelfilters mit R100 war nach Optimierung der Einstellparameter der Drosselklappe möglich. Motorkaltstart und Leerlauf sind herausfordernde Betriebsphasen, die für R100 einer weiteren Optimierung bedürfen. Eine Temperierung von R100 im Injektor auf 50–60 °C sowie eine Kompensation der Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur sind mögliche Verbesserungsmaßnahmen. Zudem kann durch einen früheren Einspritzbeginn von R100 das Verbrennungsverhalten angepasst werden. Die Motorprüfstandsuntersuchungen bestätigen qualitativ die Erkenntnisse die mit dem hydraulischen Druckanstiegsanalysator (HDA), der Hochdruck-Hochtemperatur-Kammer (HDHT-Kammer) und der Konstantvolumenbrennkammer gewonnen wurden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Ergebnisse auf einen baugleichen, in einer mobilen Arbeitsmaschine eingebauten Motor zu transferieren, damit Informationen zur Dauerhaltbarkeit unter realen Bedingungen erhalten werden können. Weiterführende Forschungsarbeiten sind im Bereich der Betriebsphasen des Motorkaltstarts und Leerlaufs mit Rapsölkraftstoff nötig, um einen dauerhaft störungsfreien Betrieb in diesen Betriebsphasen zu erreichen. Die erzielten Erkenntnisse deuten darauf hin, dass hier noch viel Verbesserungspotenzial vorhanden ist. KW - Biokraftstoff KW - Brennwert KW - Zündung KW - Motor KW - Rapsöl KW - Motorsteuerung Y1 - 2020 UR - https://www.tfz.bayern.de/mam/cms08/biokraftstoffe/dateien/tfz_bericht_69_evolum_a.pdf SN - 1614-1008 VL - 69 PB - Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe CY - Straubing ER - TY - CHAP A1 - Hopfensperger, Bernhard A1 - Daubner, Andreas A1 - Herrmann, Fabian A1 - Hopkins, Andrew A1 - Mellor, Phil T1 - Investigation of Shifted PWM Methods for a Dual Three-Phase System to Reduce Capacitor RMS Current T2 - PCIM Europe Digital Days 2020: International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management: 07.-08.07.2020, Online [proceedings] N2 - Mild hybrid automotive topologies containing a 48V high power (>15 kW) electric drive system demand a high integration of power electronics and electrical machine. A multi-phase motor winding topology helps to keep the per-phase operating currents to a reasonable level. Close integration and multi-phase system have led to a drive system with dual 3-phase systems supplied by a common 48V DC-link, which allows to shift PWM patterns for reduction of DC-link capacitor ripple current and size. This paper derives some basic rules for combinations of common PWM methods for dual 3-phase systems without magnetic cross-coupling. Experimental measurements verify simulated results. KW - Elektroantrieb KW - dual three phase system Y1 - 2020 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/9177989 SN - 978-3-8007-5245-4 SP - 124 EP - 131 PB - VDE-Verlag CY - Berlin, Offenbach ER - TY - CHAP A1 - Ketterl, Hermann A1 - Heinrich, Tobias A1 - Reitmeier, Torsten A1 - Hoelscher, Clemens ED - Jäkel, Jens ED - Thiel, Robert T1 - Emissionsabhängige Leistungsregelung für BHKW’s T2 - Tagungsband AALE 2020: Automatisierung und Mensch-Technik-Interaktion, 17. Fachkonferenz, 4. bis 6. März 2020, Leipzig Y1 - 2020 SN - 978-3-8007-5180-8 VL - 2020 PB - VDE-Verlag ER - TY - GEN A1 - Schwanzer, Peter A1 - Mieslinger, Johann A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Dietrich, Markus A1 - Haft, Gerhard A1 - Walter, Stefanie A1 - Hagen, Gunter A1 - Moos, Ralf A1 - Gaderer, Matthias T1 - Monitoring of a Particulate Filter for Gasoline Direct Injection Engines with a Radio-Frequency-Sensor T2 - 11th International Exhaust Gas and Particulate Emissions Forum, 3.-4.3.2020, Ludwigsburg, Germany N2 - In order to comply with future emission regulations, the use of particulate filters in vehicles with direct injection gasoline engines is essential. The current amount of soot and ash in the filter is calculated by a soot load model in the electronic control unit in combination with a differential pressure sensor determining the pressure drop over the particulate filter. Active regeneration is initiated if the calculated amount of soot or the measured differential pressure is too high. This is associated with additional fuel consumption. An on-board diagnosis for the particulate filter is currently not part of the Euro 6d emission standard. For future exhaust emission standards, on-board diagnosis or active monitoring of the particulate filter is conceivable. One of the benefits of monitoring is the fact that unnecessary active regenerations can be avoided. As a result, there is no additional fuel consumption due to misinterpretations of the amount of soot in the filter. For active monitoring of the particulate filter, a radiofrequency (RF-) sensor, that detects the soot loading of the filter with electromagnetic waves directly, can be used. Such a system has the advantage that by utilizing the filter as a sensor more precise information about the current state of the filter, e.g. a possible damage, can be provided. Worst-case considerations of filter damages, tested at an engine test bench show the advantages which are entailed by a system like that. By means of partial regeneration of the particulate filter it is demonstrated how the remaining amount of soot in the filter can be detected in a better way in comparison to the differential pressure sensor by using the RF-sensor. Y1 - 2020 UR - https://eref.uni-bayreuth.de/54655/ N1 - Projekttitel: Load Sensor for GPF; Projekt-ID: AZ-1288-17 ER -