TY - CHAP A1 - Schneider, Sebastian A1 - Mühlbauer, Christian A1 - Sittl, Christopher A1 - Rottengruber, Hermann A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Wagner, Marcus A1 - Verhey, Jesko L. ED - Rottengruber, Hermann ED - Luft, Tommy ED - Schneider, Sebastian T1 - Tickergeräuschanalyse an einem Otto-DI-Motor mittels empirischer Bewertungsformel T2 - Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband N2 - Beim Kauf eines Pkw wird der akustische Qualitätseindruck eines Fahrzeugantriebstrangs stetig relevanter. Die wahrgenommene Geräuschqualität des Motoraggregates nimmt hierbei eine Schlüsselrolle ein. Aufgrund der Ausprägung einzelner Störgeräusche wird jene Geräuschqualität negativ beeinflusst. Diese als unangenehm empfundenen Geräuschkomponenten gilt es im Rahmen der Fahrzeugentwicklung weiter zu reduzieren, wobei die Identifikation und Bewertung störender Geräuschanteile am Motorgesamtgeräusch Voraussetzungen für eine effektive Akustikoptimierung sind. Vor allem das impulshafte Tickergeräusch wird bei Otto-DI-Motoren als besonders lästig eingestuft, weswegen dieser Beitrag darauf abzielt, die tickernden Geräuschanteile aus dem Gesamtgeräusch zu analysieren und zu bewerten. Hierzu wurde eine empirische Formel entwickelt, welche die tickernden Geräuschanteile in ihrer Intensität in Grenzen einstufen kann. Diese ist rein empfindungsbasiert und besteht aus der Impulshaftigkeit, der Lautheit sowie der Schärfe des Motorgesamtgeräusches. Wie auch bei anderen psychoakustischen Bewertungsskalen wurde die Benotung von 1 (sehr tickernd) bis 10 (nicht tickernd) vorgenommen. Anhand von Hörversuchen mithilfe einer Expertenjury konnte die Tickergeräuschbewertungsformel anschließend verifiziert werden. Hiernach kann präzise ausgesagt werden, in welchen Motorkennfeldbereichen das Tickergeräusch die Angenehmheit des Motorgesamtgeräusches untergräbt. KW - Messtechnik KW - Geräuschentwicklung KW - Psychoakustik KW - Schallentstehung Y1 - 2021 SN - 978-3-948749-02-6 U6 - https://doi.org/10.25673/36611 SP - 65 EP - 86 PB - Otto-von-Guericke-Universität CY - Magdeburg ER - TY - CHAP A1 - Rieger, Anna A1 - Oetjen, Arne A1 - van de Par, Steven A1 - Rabl, Hans-Peter T1 - Gehörbezogene Modellierung der Dissonanz T2 - Tagungsband DAGA 2021: 47. Jahrestagung für Akustik, 15.-18. August 2021, Wien und Online Y1 - 2021 UR - https://www.dega-akustik.de/publikationen/online-proceedings/ VL - 47 SP - 1034 EP - 1037 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. ER - TY - GEN A1 - Altmann, Robert A1 - Gaderer, Matthias A1 - Rabl, Hans-Peter T1 - Prüfstandsuntersuchungen an einem DEUTZ NRMM Motor mit Rapsölkraftstoff und Optimierung des Betriebs- und Emissionsverhaltens durch statistische Versuchsplanung T2 - 18. Internationaler Fachkongress "Kraftstoffe der Zukunft 2021" - digital & international vernetzt!, online Y1 - 2021 ER - TY - CHAP A1 - Mühlbauer, Christian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Rottengruber, Hermann T1 - Acoustic Optimization of Mechatronic Direct Injection Systems and Analysis of the Effects on Robustness in System Operation T2 - SAE International Journal of Advances and Current Practices in Mobility N2 - The tightening of the emission legislation and political and social demands for sustainable mobility are forcing the automotive industry to develop complex, high precision mechatronic drive systems. The increasing precision of mechatronic components generally leads to an increase in structural excitation and thus to a rise in noise. The so-called ticking of the fuel injection system has a rather low sound pressure level compared to the residual engine noise. Nevertheless, the impulsive and high frequency noise character leads to a decline concerning the perception of comfort and sound quality. In order to identify the sound quality of fuel injection systems as a frontloading measure, a system test bench has been developed which represents the structure-borne and airborne sound radiation of the stand-alone injection system in a close to series configuration. In this paper, measures for the acoustic optimization of injection systems and their effects on the robustness of the system are discussed. The focus is on engine idling, since at this operating point the ticking of the injectors and high-pressure pump can be perceived most clearly due to the low masking effects of other noise sources. For this purpose, the injection parameters were measured during full engine operation and transferred to the system test bench. By using a special development control unit, it was possible to modify the parameters, quantify their influence on the acoustic behavior and, based on this, define NVH optimized control strategies. For the robustness evaluation of the NVH optimized control strategies, key functions of the injection system were analyzed under varying boundary conditions in system operation on an injection rate test bench. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.4271/2021-01-0671 SN - 2641-9645 VL - 4 IS - 1 SP - 68 EP - 77 PB - SAE International, Warrendale, PA, United States ER - TY - CHAP A1 - Croce, Valeria A1 - Diamantidis, Dimitris A1 - Sýkora, Miroslav ED - Bien, Jan T1 - Planning post earthquake surveys: assessments and reconstruction of small historical centres T2 - 1st IABSE Online Symposium 2020, Synergy of culture and civil engineering - history and challenges: Wrocław, Poland, 7-9 October 2020, Proceedings N2 - The contribution presents a methodological procedure for the management and planning of interventions after earthquake events in small historic centres. Reference is made to the case study of Castelluccio di Norcia, a village in the Apennine Mountains affected by the seismic sequence that hit Central Italy in 2016. The earthquake risk of the area and the damaging events of 2016 are critically reviewed. The implementation of cognitive analysis and the application of advanced survey techniques involving the use of nmanned Aerial Vehicles (UAVs) for the purposes of emergency management and monitoring of damaged areas are analysed. The outcomes, combined with the direct involvement of the local population, represent a complete and integrated approach allowing the definition of a) possible intervention strategies, b) related decision criteria and c) practical recommendations for the reconstruction and regeneration of Castelluccio, and, in general, of small historic centres damaged by catastrophic events. Y1 - 2021 UR - http://toc.proceedings.com/57946webtoc.pdf SN - 978-1-7138-2387-2 SP - 332 EP - 339 PB - Curran Associates Inc CY - Red Hook, NY ER - TY - JOUR A1 - Frazzica, Andrea A1 - Palomba, Valeria A1 - Dawoud, Belal T1 - Thermodynamic Performance of Adsorption Working Pairs for Low-Temperature Waste Heat Upgrading in Industrial Applications JF - Applied Sciences N2 - The present work aims at the thermodynamic analysis of different working pairs in adsorption heat transformers (AdHT) for low-temperature waste heat upgrade in industrial processes. Two different AdHT configurations have been simulated, namely with and without heat recovery between the adsorbent beds. Ten working pairs, employing different adsorbent materials and four different refrigerants, have been compared at varying working boundary conditions. The effects of heat recovery and the presence of a temperature gradient for heat transfer between sinks/sources and the AdHT components have been analyzed. The achieved results demonstrate the possibility of increasing the overall performance when internal heat recovery is implemented. They also highlight the relevant role played by the existing temperature gradient between heat transfer fluids and components, that strongly affect the real operating cycle of the AdHT and thus its expected performance. Both extremely low, i.e., 40-50 degrees C, and low (i.e., 80 degrees C) waste heat source temperatures were investigated at variable ambient temperatures, evaluating the achievable COP and specific energy. The main results demonstrate that optimal performance can be achieved when 40-50 K of temperature difference between waste heat source and ambient temperature are guaranteed. Furthermore, composite sorbents demonstrated to be the most promising adsorbent materials for this application, given their high sorption capacity compared to pure adsorbents, which is reflected in much higher achievable specific energy. KW - adsorption KW - efficiency KW - heat transformer KW - heat upgrading KW - waste heat KW - working pairs Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/app11083389 VL - 11 IS - 8 PB - MDPI ER - TY - CHAP A1 - Altmann, Robert A1 - Gebhard, Jürgen A1 - Troeger, Adrian A1 - Winkler, Markus A1 - Töpfer, Georg A1 - Remmele, Edgar A1 - Gaderer, Matthias A1 - Rabl, Hans-Peter ED - Berns, Karsten ED - Dressler, Klaus ED - Kalmar, Ralf ED - Stephan, Nicole ED - Teutsch, Roman ED - Thul, Martin T1 - Engine performance and emission analysis of a NRMM CI engine with common rail injection system operated with diesel fuel and rapeseed oil fuel T2 - Proceedings of the 6th Commercial Vehicle Technology Symposium 2020/2021 N2 - The use of alternative fuels in high-power non-road mobile machinery (NRMM) combustion engines is a possible way to substitute fossil fuel. By using pure vegetable oil fuels, like rapeseed oil fuel (DIN 51605), the greenhouse gases can be reduced effectively. Due to the differences in physical and chemical properties, a modification of the engine control unit calibration is necessary to adapt the working process on the fuel. Without modifications, the engine power output with rapeseed oil fuel is lower than with diesel fuel because of the smaller energy content. By adapting the engine settings, like the injection fuel mass, the power loss can be compensated but it accompanies with a higher fuel consumption. The engine emissions at part load conditions show, that there are benefits in particle emissions by using rapeseed oil at similar NOx emissions. Therefore, a design of experiment setup was initiated on a selected engine operation point to determine the effects of further parameters, like rail pressure, manifold pressure and injection pattern, on the process and to see the potential of an optimized calibration. KW - CI engine KW - common rail injection KW - Diesel Engine KW - DoE KW - rapeseed oil Y1 - 2021 SN - 978-3-658-29716-9 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-29717-6_16 SP - 231 EP - 242 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Mühlbauer, Christian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Rottengruber, Hermann T1 - Akustische Optimierung von mechatronischen Direkteinspritzsystemen und Analyse der Auswirkungen auf die Robustheit im Systembetrieb T2 - Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband N2 - The tightening of the emission legislation and political and social demands for sustainable mobility are forcing the automotive industry to develop complex, high precision mechatronic drive systems. The increasing precision of mechatronic components generally leads to an increase in structural excitation and thus to a rise in noise. The socalled ticking of the fuel injection system has a rather low sound pressure level compared to the residual engine noise. Nevertheless, the impulsive and high frequency noise character leads to a decline concerning the perception of comfort and sound quality. In order to identify the sound quality of fuel injection systems as a frontloading measure, a system test bench has been developed which represents the structureborne and airborne sound radiation of the stand-alone injection system in a close to series configuration. In this paper, measures for the acoustic optimization of injection systems and their effects on the robustness of the system are discussed. The focus is on engine idling, since at this operating point the ticking of the injectors and the high-pressure pump can be perceived most clearly due to the low masking effects of other noise sources. For this purpose, the injection parameters were measured during full engine operation and transferred to the system test bench. By using a special development control unit, it was possible to modify the parameters, quantify their influence on the acoustic behavior and, based on this, define NVH optimized control strategies. For the robustness evaluation of the NVH optimized control strategies, key functions of the injection system were analyzed under varying boundary conditions in system operation on an injection rate test bench. N2 - Die Verschärfung der Abgasgesetzgebung sowie die politischen und gesellschaftlichen Forderungen an eine nachhaltige Mobilität zwingen die Automobilindustrie zur Entwicklung komplexer, hochpräziser mechatronischer Antriebssysteme. Die zunehmende Präzision der mechatronischen Komponenten führt dabei in der Regel zu einer Zunahme der Strukturanregung und damit zu einer Erhöhung der Störgeräusche. Das so genannte Tickern des Kraftstoffeinspritzsystems hat im Vergleich zum Restmotorgeräusch einen niedrigeren Schalldruckpegel. Dennoch führt der impulshaltige und hochfrequente Geräuschcharakter zu einem Mangel in der Komfort- und Qualitäts- 32 wahrnehmung. Um die Geräuschqualität von raftstoffeinspritzsystemen als Frontloading-Maßnahme zu identifizieren, wurde ein Systemprüfstand entwickelt, der die Körper- und Luftschallabstrahlung des Einspritzsystems in seriennaher Konfiguration abbildet. In diesem Beitrag werden Maßnahmen zur akustischen Optimierung von Einspritzsystemen und deren Auswirkungen auf die Robustheit im Systembetrieb diskutiert. Der Fokus liegt dabei auf dem Motorleerlauf, da an diesem Betriebspunkt das Tickern der Injektoren und der Hochdruckpumpe durch den geringen Maskierungseffekt anderer Geräusche am deutlichsten wahrzunehmen ist. Dazu wurden die Einspritzparameter im Vollmotorbetrieb erfasst und auf den Systemprüfstand transferiert. Durch ein spezielles Entwicklungssteuergerät war es möglich, die Parameter zu modifizieren, deren Einfluss auf das akustische Verhalten zu quantifizieren und darauf aufbauend NVHoptimierte Ansteuerstrategien zu definieren. Zur Robustheitsbewertung der NVHoptimierten Ansteuerstrategien wurden Schlüsselfunktionen des Einspritzsystems unter variierenden Randbedingungen im Systembetrieb analysiert. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.25673/36611 VL - 11 SP - 32 EP - 51 PB - Otto-von-Guericke-Universität CY - Magdeburg ER - TY - CHAP A1 - Grauvogl, Dominik A1 - Stauder, Peter A1 - Hopfensperger, Bernhard A1 - Gerling, Dieter T1 - Multiphysics Design of a Wound Field Synchronous Machine with Magnetic Asymmetry T2 - Proceedings of the 2021 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC): 17-20 May 2021, Hartford, CT, USA N2 - In this paper a multiphysics development method is used for designing a novel wound field synchronous machine of the future generation of high voltage traction drives. This method covers the domains of electromagnetics, the mechanical strength, thermal behavior and the magnetic noise. It is shown that the proposed novel asymmetric design with a circular flux barrier in combination with an asymmetric pole offset is fulfilling the requirements according to performance and torque ripple. A fatigue strength rotor mechanic concept is included. A hybrid cooling concept consisting of a water jacket cooled stator and air cooled rotor ensures the needed continuous power. Unacceptable noise levels are excluded by investigating the equivalent radiated power (ERP) level due to radial forces in the air gap. Finally, the multi-physical workflow resulted in a fully developed component with a high degree of maturity. KW - air cooling KW - wound field synchronous machine KW - cooling concept KW - fatigue limit KW - flux barrier Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1109/IEMDC47953.2021.9449564 ER - TY - CHAP A1 - Grauvogl, Dominik A1 - Krabinski, Jeffrey A1 - Stauder, Peter A1 - Hopfensperger, Bernhard A1 - Gerling, Dieter T1 - NVH Comparison of a Novel Wound Field Synchronous Machine with Magnetic Asymmetry with a PSM for a HV Electric Drive T2 - 2021 JSAE Annual Congress (Spring) Proceedings; online meeting (No.76-21) N2 - This paper shows how magnetic noises can be reduced with a wound field synchronous machine (WFSM) with magnetic asymmetry compared to a permanent magnet synchronous machine (PSM), operating at base speed range and full load. In order to reproduce a real noise behavior, the two rotor types are operated in a complete electric drive unit (EDU) consisting of an electric motor, gearbox, inverter and overall housing. In the concept study, the noise characteristics of the two electric machines is evaluated and compared via mechanical finite element method (FEM) simulations using the equivalent radiated power (ERP) level and Campbell diagrams. Furthermore, it is shown that critical frequency orders can already be identified by the analysis of the magnetic force density from the electromagnetic design without computationally intensive ERP calculations. In this context, the ERP investigations have shown that the unique feature of the magnetically asymmetric WFSM is the reduction of the slot harmonics. At the current state of the art, the slot harmonics can only be reduced with a rotor skewing. The disadvantage of this is a reduction in performance and a more expensive production. It is also remarkable that the magnetic asymmetry reduces the slot harmonics more than the rotor skewing in the PSM. In addition, both machines are still considered with a short-pitched stator winding to optimize the overall noise level by reducing the 24th frequency order. KW - Elektroantrieb KW - Synchronmaschine KW - traction drive system KW - NVH KW - e-axle KW - magnetic asymmetry Y1 - 2021 UR - https://tech.jsae.or.jp/paperinfo/en/content/p202101.343/ PB - JSAE ER - TY - CHAP A1 - Steininger, Peter A1 - Gaderer, Matthias A1 - Dawoud, Belal T1 - Transient performance of a solar selective thermal insulation system T2 - 16th Advanced Building Skins Conference & Expo, 21 – 22/10/2021, Bern, Switzerland N2 - A prototype of a thermal insulation system to offer high selectivity of the solar gain regarding the solar incidence angle (SATIS) was applied to a typical solid brick masonry for existing buildings in Germany. Light conducting elements (LCEs) inclined at 19 ° were incorporated in SATIS, which equals the average solar noon angle in southern Germany during winter. The entire wall construction was experimentally investigated in a differential climatic chamber test bench at four different irradiation angles according to a dynamic test procedure. In addition, a conventional wall construction (CWC) has been measured. At SATIS’ design angle of 19 °, the SATIS wall construction shows a solar gain (SG) of 394.5 Wh/m², while the SG of the CWC amounts to only 25.4 Wh/m². The validated transient model of the SATIS wall construction showed that, at the end of the irradiation period of the dynamic test procedure (8 h), the solar heat penetrates to a depth of 253 mm and 111 mm inside the 385 mm thick brick wall masonry at the irradiation angles of 19 ° and 50 °, respectively. During the same time, the stored solar energy at 50 ° amounts to only 24.4 % of that stored at 19 °. Y1 - 2021 UR - https://www.researchgate.net/publication/355771950_Transient_performance_of_a_solar_selective_thermal_insulation_system PB - Advanced Buidling Skins GmbH ER - TY - JOUR A1 - Belyaeva, Inna A. A1 - Klepp, Jürgen A1 - Lemmel, Hartmut A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail T1 - Feasibility of Probing the Filler Restructuring in Magnetoactive Elastomers by Ultra-Small-Angle Neutron Scattering JF - Applied Sciences N2 - Ultra-small-angle neutron scattering (USANS) experiments are reported on isotropic magnetoactive elastomer (MAE) samples with different concentrations of micrometer-sized iron particles in the presence of an in-plane magnetic field up to 350 mT. The effect of the magnetic field on the scattering curves is observed in the scattering vector range between 2.5 x 10(-5) and 1.85 x 10(-4) angstrom(-1). It is found that the neutron scattering depends on the magnetization history (hysteresis). The relation of the observed changes to the magnetic-field-induced restructuring of the filler particles is discussed. The perspectives of employing USANS for investigations of the internal microstructure and its changes in magnetic field are considered. KW - Anisotropy KW - Ferrofluids KW - hysteresis KW - magnetoactive elastomer KW - magnetorheological elastomer KW - Matrix KW - MIicrostructure KW - restructuring of the filler KW - ultra-small-angle neutron scattering Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/app11104470 VL - 11 IS - 10 SP - 1 EP - 9 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Bauer, Franz A1 - Gawlik, Julia A1 - Sterner, Michael A1 - Hamacher, Thomas ED - Ausfelder, Florian ED - Dura, Hanna Ewy T1 - Übergreifende Energiesystemmodellierung T2 - Optionen für ein nachhaltiges Energiesystem mit Power-to-X-Technologien: Transformation - Anwendungen – Potentiale. 3. Roadmap des Kopernikus-Projektes P2X, Phase II Y1 - 2021 UR - https://www.kopernikus-projekte.de/lw_resource/datapool/systemfiles/elements/files/CBE2878A53D522EEE0537E695E868061/live/document/DEC_P2X_II_V06_Online_small.pdf SN - 978-3-89746-236-6 SP - 19 EP - 33 PB - DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. CY - Frankfurt a.M. ER - TY - JOUR A1 - Lindner, Matthias A1 - Pipa, Andrei V. A1 - Karpen, Norbert A1 - Hink, Rüdiger A1 - Berndt, Dominik A1 - Foest, Rüdiger A1 - Bonaccurso, Elmar A1 - Weichwald, Robert A1 - Friedberger, Alois A1 - Caspari, Ralf A1 - Brandenburg, Ronny A1 - Schreiner, Rupert T1 - Icing Mitigation by MEMS-Fabricated Surface Dielectric Barrier Discharge JF - Applied Sciences N2 - Avoiding ice accumulation on aerodynamic components is of enormous importance to flight safety. Novel approaches utilizing surface dielectric barrier discharges (SDBDs) are expected to be more efficient and effective than conventional solutions for preventing ice accretion on aerodynamic components. In this work, the realization of SDBDs based on thin-film substrates by means of micro-electro-mechanical-systems (MEMS) technology is presented. The anti-icing performance of the MEMS SDBDs is presented and compared to SDBDs manufactured by printed circuit board (PCB) technology. It was observed that the 35 mu m thick electrodes of the PCB SDBDs favor surface icing with an initial accumulation of supercooled water droplets at the electrode impact edges. This effect was not observed for 0.3 mu m thick MEMS-fabricated electrodes indicating a clear advantage for MEMS-technology SDBDs for anti-icing applications. Titanium was identified as the most suitable material for MEMS electrodes. In addition, an optimization of the MEMS-SDBDs with respect to the dielectric materials as well as SDBD design is discussed. KW - aerospace engineering KW - anti-icing KW - DBD PLASMA ACTUATORS KW - EXCITATION KW - FLOW-CONTROL KW - low-temperature plasma KW - MEMS KW - SEPARATION CONTROL KW - SDBD Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/app112311106 N1 - Corresponding author: Matthias Lindner VL - 11 IS - 23 SP - 1 EP - 17 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - RPRT A1 - Marterer, Verena A1 - Kemeter, Dominik A1 - Lang, Andreas A1 - Dischner, Alexander A1 - Huber, Stephanie A1 - Obermeier, Maximilian A1 - Langer, Tobias ED - Meier, Hans ED - Niemetz, Michael ED - Reindl, Andrea T1 - FMS-Berichte Sommersemester 2021 BT - Seminar zu aktuellen Themen der Elektro- und Informationstechnik N2 - Dieser Bericht entstand auf Initiative der Studierenden des 2020 neu gegründeten Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)“, die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)“ im Sommersemester 2021 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, 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 - 2 KW - Elektrotechnik KW - Informationstechnik KW - Angewandte Wissenschaften KW - Literaturrecherche KW - Literature Review KW - Applied Sciences KW - Electrical engineering KW - Information technology Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-21040 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Gärtner, Sebastian A1 - Rank, Daniel A1 - Heberl, Michael A1 - Gaderer, Matthias A1 - Dawoud, Belal A1 - Haumer, Anton A1 - Sterner, Michael T1 - Simulation and Techno-Economic Analysis of a Power-to-Hydrogen Process for Oxyfuel Glass Melting JF - Energies N2 - As an energy-intensive industry sector, the glass industry is strongly affected by the increasingly stringent climate protection targets. As established combustion-based production systems ensure high process stability and glass quality, an immediate switch to low greenhouse gas emission processes is difficult. To approach these challenges, this work investigates a step-by-step integration of a Power-to-Hydrogen concept into established oxyfuel glass melting processes using a simulation approach. This is complemented by a case study for economic analysis on a selected German glass industry site by simulating the power production of a nearby renewable energy park and subsequent optimization of the power-to-hydrogen plant performance and capacities. The results of this study indicate, that the proposed system can reduce specific carbon dioxide emissions by up to 60%, while increasing specific energy demand by a maximum of 25%. Investigations of the impact of altered combustion and furnace properties like adiabatic flame temperature (+25 °C), temperature efficiency (∆ξ = −0.003) and heat capacity flow ratio (∆zHL = −0.009) indicate that pure hydrogen-oxygen combustion has less impact on melting properties than assumed so far. Within the case study, high CO2 abatement costs of 295 €/t CO2-eq. were determined. This is mainly due to the insufficient performance of renewable energy sources. The correlations between process scaling and economic parameters presented in this study show promising potential for further economic optimization of the proposed energy system in the future. KW - Power-to-Gas KW - Hydrogen KW - Electrolysis KW - Oxyfuel KW - Glass Industry Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-22713 N1 - Corresponding author: Sebastian Gärtner VL - 14 IS - 24 PB - MDPI ER - TY - CHAP A1 - Grab, Robin A1 - Rauch, Johannes A1 - Götz, Rebekka A1 - Brückl, Oliver A1 - Eichner, Stefan A1 - Engel, Bernd T1 - Q-Dynamik: Blindleistungsstellgeschwindigkeiten im Verteilnetz T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen N2 - Mit der Energiewende geht eine starke Dezentralisierung der Energieeinspeisung einher. So sind im Deutschland des Jahres 2020 rund 31.000 Windenergieanlagen (WEA) in Betrieb, während bei der Solarenergie vor kurzem die zweimillionste Photovoltaik-Anlage (PVA) installiert wurde. Fast alle diese dezentralen Energieressourcen (DER) sind nach den Einspeiserichtlinien der Vergangenheit und der Gegenwart in der Lage, Blindleistung bereitzustellen, um die Spannung im Netz zu regeln und zum Blindleistungsausgleich beizutragen. Weitere potentielle dezentrale Blindleistungsquellen wie Blockheizkraftwerke, Kompensationsanlagen und perspektivisch sogar Verbraucher und Speicher sind im Verteilnetz zu finden. Durch den stetigen Rückbau konventioneller Großkraftwerke, welche dem Übertragungsnetz bisher als Blindleistungsquellen zur Verfügung standen, bedarf es einer Untersuchung mit der Fragestellung, in welchem Maß die neue Erzeugungslandschaft auch in diesem Feld als Ersatz dienen kann. Ein mögliches Hindernis für einen breitangelegten Einsatz von DER zu Zwecken des spannungsebenenübergreifenden Blindleistungsmanagements ist mangelndes Wissen über die Regeldynamik dieser verteilten Blindleistungsquellen. Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber, die DER aktiv für Blindleistungsausgleich oder statische Spannungsregelung einsetzen, geben in der Regel ihre Blindleistungsanforderungen in kleineren Stufen mit erheblichen Latenzzeiten zwischen zwei Schritten weiter. Befürchtet wird, dass schnellere Sprünge in der Blindleistungsvorgabe zu instabilen Betriebszuständen oder anderweitigen Fehlfunktionen im Netz führen können. Eine genauere Kenntnis der dynamischen Fähigkeiten vorhandener Blindleistungsquellen sowie der Auswirkungen auf die Netzstabilität und den Netzschutz könnte dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Blindleistungsbereitstellung zu optimieren und somit temporäre Spannungsschwankungen und -verluste zu minimieren und die Spannungsstabilität insgesamt zu verbessern. Durch eine entsprechende Regelungs- und Einsatzstrategie kann ein optimales Zusammenspiel der verschiedenen Technologien zur Deckung der Blindleistungsbedarfe für unterschiedliche Zeitbereiche erzielt werden. Hierfür ist eine genaue Kenntnis der Blindleistungsstellgeschwindigkeiten und des dynamischen Regelverhaltens erforderlich. Dieser Beitrag stellt dazu Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt „Q-Integral“ vor. Um die relevanten Zeitkonstanten der Blindleistungsbereitstellung vollständig aufzuführen, werden zunächst typische Kommunikationszeiten für die Übermittlung von Sollwerten diskutiert. Anschließend werden Untersuchungen zu theoretischen und praktischen Reaktionszeiten verschiedener Blindleistungsquellen vorgestellt. Dafür werden verschiedene Technologien wie Umrichter für PVA, Batteriespeicher und WEA sowie Synchrongeneratoren, die bei thermischen Kraftwerken die dominierende Technologie sind, betrachtet. Abschließend werden diese Werte mit realen Blindleistungsstellgeschwindigkeiten von ausgedehnten Wind- und Solarkraftwerken verglichen. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Q-Dynamik KW - Blindleistungsquellen KW - Verteilungsnetz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58762 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 46 EP - 55 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Rill, Georg ED - Apetaur, Milan T1 - Vehicle Dynamics in Real-Time Simulation T2 - The dynamics of vehicles on roads and on tracks N2 - This paper presents some ideas on a new concept, named COMPACT (Computer Simulation of Passenger Cars and Trucks). COMPACT was developed for the mathematical description of vehicles in all driving situations. As COMPACT is completely adopted to the particular problems in road vehicle dynamics, it results in a computer code where execution time is minimized. Thus, even real-time application at the Daimler-Benz driving simulator is possible. Previous Chapter Next Chapter Y1 - 2021 SN - 9781003210894 U6 - https://doi.org/10.1201/9781003210894-40 SP - 337 EP - 347 PB - CRC Press CY - Boca Raton ER - TY - JOUR A1 - Savelev, Dmitrii V. A1 - Fetisov, Leonid Y. A1 - Chashin, Dmitri V. A1 - Fetisov, Yuri K. A1 - Khon, Anastasia A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail T1 - Effects of ferromagnetic-material thickness on magnetoelectric voltage transformation in a multiferroic heterostructure JF - Smart Materials and Structures N2 - A magnetoelectric (ME) voltage transformer is fabricated on the basis of a ferromagnetic (FM)-piezoelectric (PE) heterostructure comprising two equally thick laminated layers of an amorphous FM alloy and a piezoceramic lead zirconate-titanate layer sandwiched between them. The structure, placed inside an excitation coil, is electrically poled and magnetized in the direction of the long axis. The primary voltage is applied to the coil and the secondary voltage is measured between the electrodes of the PE material. It is shown for the first time that the change in the total thickness of magnetic layers significantly influences the transformer ' s characteristics. At the largest total thickness of FM layers of 138 mu m, the open-circuit voltage transformation ratio K has a maximum value of about 20, and the power transfer efficiency eta at a matched resistive load of about 20 k omega reaches 45%. The variation of the control magnetic field in the range of 0-21.6 kA m(-1) makes it possible to change the voltage transformation ratio K from zero to the maximum value. A simple model allows one to calculate the dependence of the characteristics of the ME transformer on the frequency of the primary voltage, thickness of the FM layers, control magnetic field, and the load. KW - magnetoelectric effect KW - magnetostriction KW - multiferroic heterostructure KW - piezoelectric effect KW - voltage transformer Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-665X/abf6c0 VL - 30 IS - 6 PB - IOP PUBLISHING ER - 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 -