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 -