TY - JOUR A1 - Schümann, Malte A1 - Morich, J. A1 - Kaufhold, Tobias A1 - Böhm, Valter A1 - Zimmermann, Klaus A1 - Odenbach, Stefan T1 - A mechanical characterisation on multiple timescales of electroconductive magnetorheological elastomers JF - Magnetism and Magnetic Materials N2 - Magnetorheological elastomers are a type of smart hybrid material which combines elastic properties of a soft elastomer matrix with magnetic properties of magnetic micro particles. This leads to a material with magnetically controllable mechanical properties of which the magnetorheological effect is the best known. The addition of electroconductive particles to the polymer mix adds electrical properties to the material behaviour. The resulting electrical resistance of the sample can be manipulated by external magnetic fields and mechanical loads. This results in a distinct interplay of mechanical, electrical and magnetic effects with a highly complex time behaviour. In this paper a mechanical characterisation on multiple time scales was conducted to get an insight on the short and long-term electrical and mechanical behaviour of this novel material. The results show a complex resistivity behaviour on several timescales, sensitive to magnetic fields and strain velocity. The observed material exhibits fatigue and relaxation behaviour, whereas the magnetorheological effect appears not to interfere with the piezoresistive properties. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.01.029 VL - 453 IS - May SP - 198 EP - 205 PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Hackl, Andreas A1 - Hirschberg, Wolfgang A1 - Lex, Cornelia A1 - Rill, Georg ED - Bargende, Michael ED - Reuss, Hans-Christian ED - Wiedemann, Jochen T1 - Experimental validation of the Maxwell model for description of transient tyre forces T2 - 16. Internationales Stuttgarter Symposium, Automobil- und Motorentechnik N2 - Modelling and simulation of safety relevant Driver Assistance Systems (DAS) and Vehicle Dynamics Controllers (VDC) which act in standard and limit situations lead to increasing accuracy demands in the description of dynamic reactions of tyre contact forces, e.g. For that purpose, first-order approaches are widely applied in this field of vehicle dynamics and handling, which originate from Schlippe & Dietrich, were modified by Pacejka and later on refined by Rill. Y1 - 2016 SN - 978-3-658-13254-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-13255-2_29 SP - 401 EP - 418 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Lang, Alexander A1 - Monkman, Gareth J. T1 - An analysis of the electrical capacitance between two conducting spheres JF - Journal of Electrostatics N2 - Many modern composites consist of dielectric polymer matrices containing embedded spherical particles. These particles can be electrically conducting and often have magnetic properties. In order to accurately model and simulate such materials, precise calculation of the electrical capacitance between identically sized spheres is required. This is of particular relevance at microscopic dimensions where many smart material-based micro devices are concerned. This may appear trivial for a small number of particles. However, many methods or their analysis appear to be questionable or not applicable at reduced dimensions. In this work, the various methods of analysis are scrutinized before being compared with both simulation and direct measurements. It is surprising to note that of the many works investigated only 3 are in close agreement with both simulation and measurement. Graphical abstract This paper deals with the precise calculation of the electrical capacitance between two conducting spheres of equal, or near equal size.The calculations have been verified by both experimental measurements and simulation. Algorithms in MatLab (Octave) format have been included in the supporting information. KW - Capacitance between spheres KW - Calculation KW - Simulation Experiment Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.elstat.2020.103518 VL - 108 PB - Elsevier ER - TY - JOUR A1 - Li, Liwen A1 - Lange, Klaus W. T1 - Planning Principles for Integrating Community Empowerment into Zero-Net Carbon Transformation JF - smart cities N2 - The adoption of the UN 2030 Agenda and the Sustainable Development Goals is a landmark in international sustainability politics. For example, Europe has set ambitious targets to achieve 100 climate-neutral and smart cities by 2030. However, numerous case studies from different countries have found that accelerating the transition to net-zero carbon emissions is easily hampered by the lack of a coherent systems framework, and that implementation gaps remain at the community level. These barriers are often due to a lack of an adequate end-user (i.e., household) input and early planning participation. This work therefore aims to improve on conventional planning methods that do not reflect innovative technologies with uncertainty and may not be applicable due to the lack of community empowerment, which is a dynamic learning and intervention opportunity for end-users at different planning stages (i.e., outreach, survey, planning, implementation, management, and maintenance). Using the lessons learned from participatory action research, whereby the author was involved as a project director throughout the planning and design process, we identified a six-step cycle principle. The steps are (1) collective action commitments, (2) local values and resource identification, (3) carbon footprint inventory, (4) optimized integration of environment, economy, and energy action plans, (5) Flexible strategic energy system plans, and (6) digital performance monitoring. Ultimately, the outcomes provide application support for policymakers and planners and stimulate community engagement to contribute to the achievement of zero net carbon emissions. T2 - Planungsprinzipien für die Integration von Community Empowerment in die Zero-Net Carbon Transformation KW - social science KW - environmental planning KW - responsible research innovation KW - public–private partnerships KW - low-carbon communities KW - participatory action research KW - collective actions Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-57765 VL - 2023 IS - 6 SP - 100 EP - 122 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Hackl, Andreas A1 - Hirschberg, Wolfgang A1 - Lex, Cornelia A1 - Rill, Georg ED - Spiryagin, Maksym ED - Gordon, Timothy ED - Cole, Colin ED - McSweeney, Tim T1 - Tyre type dependent transient force behaviour by means of a maxwell model T2 - The Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks : Proceedings of the 25th Symposium of the International Association of Vehicle System Dynamics (IAVSD 2017), Rockhampton, Queensland, Australia, 14-18 August 2017 N2 - The present papers deals with the usability of an extended Maxwell model to describe the tyre dynamics during transient driving manoeuvres. In the present article, the para-metrisation process of a dynamic tyre model is investigated in a first step, using measurement data of tyre forces from a flat trac tyre test bench, (IABG 2016). Two tyre types of dimensions 255/50 R19 and 175/55 R15 are used. The practical applicability is discussed, considering the measurement procedure and the parameter optimisation process. In a second step, the performance of the dynamic tyre model is validated using measurements of manoeuvres under higher dynamic excitation. As a last step, an outlook is given on further research planned in which the presented model and parametrisation are adapted to a larger frequency range. Y1 - 2018 SN - 1351057170 U6 - https://doi.org/10.1201/9781315265506 SP - 157 EP - 162 PB - CRC Press CY - London ER - TY - JOUR A1 - Mikhaeil, Makram A1 - Nowak, Sebastian A1 - Palomba, Valeria A1 - Frazzica, Andrea A1 - Gaderer, Matthias A1 - Dawoud, Belal T1 - Experimental and analytical investigation of applying an asymmetric plate heat exchanger as an evaporator in a thermally driven adsorption appliance JF - Applied Thermal Engineering N2 - This communication presents an experimental and analytical study on the evaporation mechanism in a closed-structured asymmetric plate heat exchanger (PHE) employed as a stagnant water evaporator for the application in an adsorption heat transformation appliance. To this aim, an experimental unit is constructed, which comprises two identical PHEs, one acting as an vaporator/condenser and the second, as an adsorber/desorber. Two endoscopes are mounted inside the investigated evaporator to visualize the evaporation mechanism when performing adsorption-evaporation processes under different boundary conditions. It turned out that the evaporation mechanism is a partially covered, thin film evaporation. A heat transfer analysis is performed to evaluate the heat transfer coefficient of the thin film evaporation () inside the investigated evaporator, resulting in -values between 1330 and 160 [W∙m−2∙K−1] over the investigated adsorption-evaporation time. Correlating the obtained () to the film thickness and the wetted area results in -values between 0.34 and 0.78 [mm] and wetted to total area ratios of 0.78 to 0.16. Besides, an analytical model has been developed and introduced to correlate the overall evaporator heat transfer coefficient with the adsorption potential and the time rate of change of the water uptake. KW - Adsorption-evaporation KW - Evaporator KW - Plate heat exchanger KW - Thin film evaporation Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-61115 N1 - Corresponding author: Belal Dawoud IS - 228 PB - Elsevier 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 - CHAP A1 - Swidergal, Krzysztof A1 - Wagner, Marcus A1 - Lubseder, C. A1 - von Wurmb, I. A1 - Meinhardt, Josef A1 - Marburg, Steffen T1 - Investigation of the forming tool dynamics by means of numerical simulation T2 - Advanced Metal Forming Processes in Automotive Industry, AutoMetForm 2016 N2 - In the forming tools for pressing car body parts, heavy blankholders are used to prevent buckling and wrinkling of the blank. During each press cycle, those large masses need to be lifted, raising thereby the structural dynamic load on the forming tool and on the press. Therefore a detailed knowledge about the forming tool dynamics is essential for an accurate and robust design of forming tools. In this paper, a dynamic finite element method (FEM) simulation of selected automotive forming tool is presented enabling identification of regions of critical stresses. For validation of the simulation results, the kinematic responses of the tool's components are compared with the measurements obtained in an experiment. KW - Finite-Elemente-Methode KW - Formgebungswerkzeug KW - Karosserieanbauteil KW - numerische Simulation KW - robuste Bauweise KW - simuliertes Ergebnis KW - Strukturdynamik Y1 - 2016 SP - 335 EP - 340 PB - Fraunhofer ER - TY - CHAP A1 - Sýkora, Miroslav A1 - Diamantidis, Dimitris A1 - Marková, Jana A1 - Masciotta, Maria Giovanna ED - Baričević, Ana ED - Jelčić Rukavina, Marija ED - Damjanović, Domagoi ED - Guadagnini, Maurizio T1 - Optimizing in-situ testing for historic masonry structures: a case study BT - a case study T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) : Durability, Monitoring and Repair of Structures, 20-22 March 2019, Rovinj, Croatia Y1 - 2019 UR - http://toc.proceedings.com/50441webtoc.pdf SN - 978-1-5108-9296-5 SP - 684 EP - 691 PB - RILEM Publications ER - TY - CHAP A1 - Kaspar, Marcel A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Mayer, Wolfgang T1 - Differenzierte Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden : Detailed hydrocarbon analysis of diesel exhaust gas at different engine operating conditions T2 - 12. FAD-Konferenz „Herausforderung – Agbasnachbehandlung für Dieselmotoren“, 12, 2014, Dresden N2 - Beitrag und Praesentationsmaterial eines Vortrags ueber differenzierende Kohlenwasserstoffanalytik im Dieselabgas bei verschiedenen Motorbetriebszustaenden. Mit einem neu entwickelten, hochgenauen HC-Sensor werden unverbrannte HC im Abgas untersucht. Die differenzierende Untersuchung erfolgt an einem Massenspektrometer, das mit chemischer Ionisation arbeitet. Die Molekuele Ethin, Ethen und Propen wurden gezielt betrachtet. Es zeigt sich, dass bei kalten Betriebsbedingungen diese drei Komponenten etwa die Haelfte der gesamten HC Konzentration ergeben. Ein weiterer Punkt ist die Regeneration des Dieselpartikelfilters. KW - ABGASKONZENTRATION KW - ABGASTRENNUNG KW - ABGASZUSAMMENSETZUNG KW - DIESELMOTOR KW - EINSTUFENFILTER KW - GASFILTER KW - HAUPTSTROMFILTER KW - KATALYTISCHE ABGASNACHVERBRENNUNG KW - KATALYTISCHER REAKTOR KW - KOHLENWASSERSTOFF (ABGAS) KW - OXIDATIONSKATALYSATORANLAGE KW - Partikelfilter KW - PERIODISCH ZU REINIGENDER FILTER KW - R4-MOTOR KW - UEBERDRUCKFILTER Y1 - 2014 SP - 1 EP - 35 PB - Förderkreis Abgasnachbehandlungstechnologien für Verbrennungskraftmaschinen (FAD) e.V. CY - Dresden ER - TY - RPRT A1 - Bergmeier, Sonja A1 - Bock, Maximilian A1 - Fischer, Lukas A1 - Flassig, Nathanael A1 - Hidvégi, Barnabás A1 - Bächer, Tim A1 - Hierl, Jonas A1 - Kaltenbach, Dominik A1 - Lackermeier, Florian A1 - Laubmann, Julia A1 - Liebl, Jonas A1 - Pirthauer, Tobias A1 - Reif, Robin A1 - Roider, Stefan ED - Fuhrmann, Thomas ED - Hipp, Susanne ED - Niemetz, Michael ED - Sterz, Oliver T1 - FMS-Berichte Wintersemester 2024/25 BT - Seminar zu aktuellen Themen der Elektro- und Informationstechnik T2 - FMS-Berichte Wintersemester 2024/25 N2 - Dieser Bericht entstand ursprünglich auf Initiative der Studierenden des damals neuen Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)“ an der OTH Regensburg, die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)“ im Wintersemester 2020/21 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuführen. Daher ist im Laufe der Veranstaltung geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, sind Veröffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich gilt es eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erstellen und diese in einem Vortrag zu präsentieren. Parallel dazu wird im Theorieteil die entsprechende Hinführung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation vermittelt: • 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 Die präsentierten Themen beruhen nicht auf eigener Forschungstätigkeit, sondern sind als einführende Reviewartikel zum jeweiligen vorgegebenen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthema zu verstehen. T3 - Forschungsmethoden-Seminar - 9 KW - Elektrotechnik KW - Informationstechnik KW - Energietechnik KW - Literaturrecherche Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-83121 VL - 2024 IS - 9 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Achieving Optimal Reactive Power Compensation in Distribution Grids by Using Industrial Compensation Systems JF - Electricity N2 - This paper presents a method for integrating industrial consumers owning compensation systems as alternative reactive power sources into grid operating processes. In remuneration, they receive a market-based provision of reactive power. The aim is to analyze the potential of reactive power compensation systems of industrial companies connected to medium-voltage (10 kV–30 kV) AC grids in order to increase the reactive power ability of distribution grids. Measurement methods and reactive power potential results of six industrial companies are presented to characterize the amount and temporal availability of their reactive power potential. The presented approach for using the decentralized reactive power potential is a centralized reactive power control method and is based on optimal power flow (OPF) calculations. An optimization algorithm based on linear programming is used to coordinate a reactive power retrieval tuned to the actual demand. The influencing quantities are the current grid status (voltage and load flow capacity reserves at grid nodes and power lines) and the current reactive power potential of the reactive power sources. The compensation impact of six measured industrial companies on an exemplary medium-voltage grid is shown by an application example. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Industriebetriebe KW - Optimal Power Flow KW - Reactive Power Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-59139 N1 - Corresponding author: Johannes Rauch VL - 4 IS - 1 SP - 78 EP - 95 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Schweiberer, Philipp A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Control strategy for industrial reactive power sources depending on a specified reactive power setpoint value T2 - ETG Kongress 2023: Die Energiewende beschleunigen, 25.-26. Mai 2023, Kassel, Germany N2 - Industrial plants can provide reactive power (Q) for system- and grid-serving behavior, for which a functioning reactive power management system is essential. To make reactive power retrieval as efficient and safe as possible, the selection of reactive power sources to meet the Q-demand must consider their sensitivities and the restrictions of the industrial grid, such as operating equipment utilization or voltage limits. On this basis, a concept for a sensitivity-based control strategy that manages the reactive power retrieval of multiple reactive power sources depending on a predefined reactive power demand value is proposed. Based on the simulation of an industrial plant in the medium-voltage grid, which can provide reactive power in the form of industrial compensation systems (ICS) and generators, the operation of the algorithm is shown. Y1 - 2023 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/10173014/authors#authors SN - 978-3-8007-6108-1 SP - 553 EP - 558 PB - VDE VERLAG CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Metsch, P. A1 - Schmidt, Henrik A1 - Sindersberger, Dirk A1 - Kalina, K. A. A1 - Brummund, J. A1 - Auernhammer, Günter A1 - Monkman, Gareth J. A1 - Kästner, Markus T1 - Field-Induced Interactions in Magneto-Active Elastomers BT - A Comparison of Experiments and Simulations JF - Smart Materials and Structures N2 - In this contribution, field-induced interactions of magnetizable particles embedded into a soft elastomer matrix are analyzed with regard to the resulting mechanical deformations. By comparing experiments for two-, three- and four-particle systems with the results of finite element simulations, a fully coupled continuum model for magneto-active elastomers is validated with the help of real data for the first time. The model under consideration permits the investigation of magneto-active elastomers with arbitrary particle distances, shapes and volume fractions as well as magnetic and mechanical properties of the individual constituents. It thus represents a basis for future studies on more complex, realistic systems. Our results show a very good agreement between experiments and numerical simulations—the deformation behavior of all systems is captured by the model qualitatively as well as quantitatively. Within a sensitivity analysis, the influence of the initial particle positions on the systems' response is examined. Furthermore, a comparison of the full three-dimensional model with the often used, simplified two-dimensional approach shows the typical overestimation of resulting interactions in magneto-active elastomers. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab92dc N1 - Corrigendum: Field-induced interactions in magneto-active elastomers—a comparison of experiments and simulations (2020 Smart Mater. Struct. 29 085026); https://doi.org/10.1088/1361-665X/abb98b VL - 29 IS - 8 SP - 1 EP - 10 PB - IOPscience ER - TY - RPRT A1 - Caspar, Stefan A1 - Dorfner, Manuel A1 - Engelmann, Uwe A1 - Erhardsberger, Ludwig A1 - Gressitzek, Tobias A1 - Michelmann, Björn A1 - Steinberger, Melanie A1 - Stuchlý, Jan ED - Meier, Hans ED - Niemetz, Michael ED - Fuhrmann, Thomas ED - Reindl, Andrea T1 - FMS-Berichte Sommersemester 2023 BT - Seminar zu aktuellen Themen der Elektro- und Informationstechnik N2 - Dieser Bericht entstand ursprünglich auf Initiative der Studierenden des damals neuen Masterstudiengangs „Elektro- und Informationstechnik (MEI)“ an der OTH Regensburg, die an der Pflichtlehrveranstaltung „Forschungsmethoden und Seminar (FMS)“ im Wintersemester 2020/21 teilnahmen. Diese Lehrveranstaltung hat das Ziel, systematisch an das wissenschaftliche Arbeiten, speziell die Wissenschaftskommunikation, heranzuführen. Daher ist im Laufe der Veranstaltung geeignete Literatur zu einem individuellen Thema zu recherchieren, sind Veröffentlichungen auf ihre Relevanz hin zu beurteilen und letztendlich gilt es eine eigene Ausarbeitung basierend auf der Literaturrecherche zu erstellen und diese in einem Vortrag zu präsentieren. Parallel dazu wird im Theorieteil die entsprechende Hinführung zu den verschiedenen Elementen der Wissenschaftskommunikation vermittelt: • 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 Die präsentierten Themen beruhen nicht auf eigener Forschungstätigkeit, sondern sind als einführende Reviewartikel zum jeweiligen vorgegebenen technischen oder gesellschaftspolitischen Forschungsthema zu verstehen. T3 - Forschungsmethoden-Seminar - 6 KW - Elektrotechnik KW - Informationstechnik KW - Energietechnik KW - Literaturrecherche Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-77787 IS - 1 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 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Konzeptionierung netzplanerischer Prozessansätze zur Ermittlung von Blindleistungskapazitäten zum Ausgleich des Blindleistungsbedarfs in einer Netzregion T2 - Tagungsband Tagung Zukünftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online) N2 - Um einen sicheren und zuverlässigen Stromnetzbetrieb zu gewährleisten, muss die Spannung im Grundfall als auch bei ungeplanten Ausfällen in definierten Bereichen gehalten werden. Im Übertragungsnetz wird hierfür bisher Blindleistung hauptsächlich aus Blindleistungskompensationsanlagen und konventionellen Großkraftwerken eingesetzt. Zukünftig wird nach §12h EnWG eine marktgestützte Beschaffung dieser Dienstleistung zur Spannungsregelung vorgeschrieben. Zugleich verändert sich der Blindleistungsbedarf der Netzbetriebsmittel durch die Integration erneuerbarer Energieanlagen und der Elektromobilität sowie durch den Netzausbau bei Übertragungs- und Verteilungsnetzbetreibern. Es bedarf somit angepasster Netzbetriebs- und Netzplanungskonzepte für ein technisch effizientes und wirtschaftlich günstiges Blindleistungsmanagement. Dieser Beitrag beschäftigt sich damit, Prozessansätze und Methodiken für ebendieses in der Netzplanung aufzuzeigen, um erforderliche Blindleistungskapazitäten unter minimalen Gesamtkostenaufwand und unter Berücksichtigung einer effizienten Blindleistungsbedarfsdeckung zu bestimmen. Dabei liegt der Fokus verstärkt in der Bedarfsanalyse. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Netzplanungsprozesse KW - Spannungshaltung KW - Optimierungsverfahren Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58665 SN - 978-3-948176-16-7 SP - 117 EP - 126 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Analysis of the correlation behavior between local available information to the overall reactive power of a medium-voltage grid group T2 - Applied Research Conference - ARC 2017, 7 July 2017 München N2 - The initiated energy transition leads to extensive changes in the supply of energy. The increasing use of renewable energy causes a shift of the produced power from centralized conventional power plants to decentralized energy plants. Because of this redistribution and the related change of load-flows, new challenges and problems for distribution system operators appear. This includes the integration of new loads and plants into the existing power grid and the guarantee of a high supply security and quality. It also includes strengthened requirements for the use and provision of reactive power. The project “SyNErgie” (“Systemoptimierendes Netz- und Energiemanagement für Verteilungsnetze der Zukunft“) deals with the development of a new reactive power management, which gets embedded in grid planning and controlling processes. One focus of the project is on the integration of decentralized energy plants (DEPs) to the reactive power management. The aim is to develop a decentralized and self-sufficient reactive power control system, which only works with local available information (measures). Therefore is no necessity of a complex communication system to the grid control center. Self-controlled Q-controller in the DEPs get characteristic curves and control the reactive power sources with local measurements (e.g. current, voltage, effective power). This new reactive power control management aims for the reactive power compensation in order to increase the integration capacity of loads and plants in a grid [2]. In order to generate characteristic curves for DEPs, it is necessary to analyze the correlation behavior between the local available measurements at the DEPs and the overall-Q-behavior of the grid group at the transformer. In that regard, influencing quantities should be considered. The aim is to involve und evaluate all relevant influencing quantities in order to determine energy plants and certain operating points, in which the correlation behavior and the prediction for the overall-Q-behavior are sufficient. The next step is to develop a model that fits these correlation behaviors and generate characteristic curves. One method to generate characteristic curves for the Q-controllers is regression analysis. The developed Q-control-system with the characteristic curves will be tested, evaluated and optimized in a following field test in cooperation with distribution system operators. KW - Mittelspannungsnetz KW - Blindleistungsmanagement KW - Blindleistung KW - Integration Erneuerbare Energien KW - Potentialerschließung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58712 SP - 224 EP - 230 CY - München ER - TY - CHAP A1 - Schweiberer, Philipp A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Entwicklung eines Regelkonzeptes für einen optimierten Blindleistungsabruf auf Basis von Blindleistungspotentialanalysen bei Industriebetrieben im Mittelspannungsnetz T2 - Tagungsband Tagung Zukünftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online) N2 - Im Zuge der Energiewende ergibt sich ein Wandel in der Struktur des Elektrizitätsversorgungsnetzes. Die Verschiebung der Erzeugungsleistung von konventionellen Großkraftwerken in höheren Netzebenen hin zu dezentralen erneuerbaren Energieanlagen in niedrigeren Netzebenen resultiert sowohl in bidirektionalen Lastflüssen als auch in schwankenden Einspeisecharakteristiken. Des Weiteren folgen durch den Wegfall von Großkraftwerken als Blindleistungsquellen Leistungsdefizite in der Übertragungsnetzebene, die kompensiert werden müssen. Daraus resultieren Herausforderungen an einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Verteil- und Übertragungsnetze. Neue Konzepte müssen für die Erbringung von Blindleistung entwickelt werden, es soll mehr Blindleistung aus dem Verteilungsnetz zur Verfügung gestellt werden, um die Systemstabilität zu wahren. Im Rahmen des Projektes Q-Integral wird das Thema „Blindleistung“ (Q) ganzheitlich untersucht. Es werden dazu verschiedene Erbringungsoptionen für Blindleistung hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Potentiale untersucht, die in ein funktionales und effizientes Blindleistungsmanagement eingebracht werden. Die Untersuchungsansätze dafür sind sowohl spannungsebenen-übergreifend als auch netzbetreiber-übergreifend. Ein Ansatzpunkt des Projektes ist die Betrachtung der Blindleistungsbereitstellung von Industriebetrieben. Dazu wird das Potential von Betrieben, die an das Verteilnetz angeschlossen sind und Blindleistung durch Kompensations- oder Erzeugungsanlagen bereitstellen können, untersucht. Ziel ist es, das gesicherte und maximale induktive sowie kapazitive Potential zu bestimmen. Das gesicherte kapazitive Potential kann genutzt werden, um Aussagen darüber zu treffen, wie stark dem Spannungsfall im vorgelagerten Netz zu Starklastzeiten entgegengewirkt werden kann. Anhand des gesicherten induktiven Potentials kann ein Spannungsanstieg während Schwachlastzeiten ausgeglichen werden kann. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus dem Projekt Q-Integral vorgestellt. Dazu werden zuerst die Berechnungsgrundlagen der induktiven und kapazitiven Blindleistungspotentiale aufgezeigt und die Ergebnisse der Berechnungen vorgestellt. Die gewonnen Ergebnisse entstammen aus Messungen an einem Industriebetrieb mit Blindleistungskompensationsanlagen (BKA), den entsprechenden Reglern der Anlagen und einer installierten Kompensationsleistung von 1600 kvar. Sowohl die Lastgänge als auch das Schaltverhalten der einzelnen Kompensationsanlagen liegen den Berechnungen zugrunde. Um den Austausch der Blindleistung an der Übergabestelle des Betriebs zum Mittelspannungsnetz netzdienlich einzustellen, bedarf es eines geeigneten Regelkonzepts, das neben den BKAs auch weitere Q-Quellen berücksichtigt. Deshalb wird abschließend ein Regelkonzept vorgestellt, das den technisch-optimierten Blindleistungsabruf unter Berücksichtigung mehrerer Blindleistungsquellen behandelt. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Blindleistungsquellen KW - Blindleistungspotentiale KW - Industriebetriebe Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58704 SN - 978-3-948176-16-7 SP - 224 EP - 233 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER -