Energie und Mobilität
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Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.
Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.
Assuming that future connected cars with automated driving functions will require even more computing power and communication bandwidth, the current network infrastructure as well as the existing individualized control units are not a profitable option for such vehicles. In addition, changing user expectations demand flexible architectural patterns and upgradeability of software components without the need to visit the workshop. However, the current statically developed and configured ECU architecture does not offer any practicable possibilities for this. For these reasons, the research for a new dynamic and flexible architecture is necessary. This new type of system architecture is expected to meet future requirements in terms of space, cost, performance, energy efficiency and number of required computing units in the vehicle, which will arise as a result of the implementation/inclusion of new automated driving functionalities, and due to the changes in user expectations.
Solutions to this issue can be found in the field of enterprise
IT (cluster computing), in which technologies such as Ethernet,
container-based virtualization and flexible software architectures have proven themselves to be very efficient for years.
Relevant infrastructures, for example from cloud computing providers, have commonly been used in high-performance or high-availability applications. Thus, in the research project A 3F has been investigated which of these concepts and methods can be applied to modern vehicle system architectures. One of the main goals is to assess the synergy potential of the two sectors, information technology and automotive industry, which to date have very different orientations. However, this synergy is expected to grow strongly in the course of the developments mentioned above.
In the following pages, the necessary changes related to hardware and software will be discussed briefly und will be compared to concepts and possible solutions from the IT world.
Die Akzeptanz unter Bewohnern und Bewohnerinnen gewinnt bei hoch komplexen, technisch anspruchsvollen energetischen Sanierungen als „Innovationsmotor“ zunehmend an Relevanz. Der Beitrag basiert auf zwei Fallstudien zur partizipativen Nutzereinbindung bei energetischen Sanierungen im genossenschaftlichen Wohnbau historischer Stadtquartiere in Regensburg. Neben einer sozialverträglichen Sanierung wurde jeweils ein hohes Maß an Energieeffizienz bei den technischen Lösungen ange-strebt. Haushaltsbefragungen und qualitative Interviews zeigen die hohe Akzeptanz von Sanierungsmaßnahmen, sofern die Senkung der Energiekosten die erhöhte Miete kompensiert. Abschließend werden Akzeptanzfaktoren wie Partizipation, Vertrauen, Sozialverträglichkeit und Autarkie erörtert.
We derive a new 3D model for magnetic particle imaging (MPI) that is able to incorporate realistic magnetic fields in the reconstruction process. In real MPI scanners, the generated magnetic fields have distortions that lead to deformed magnetic low-field volumes with the shapes of ellipsoids or bananas instead of ideal field-free points (FFP) or lines (FFL), respectively. Most of the common model-based reconstruction schemes in MPI use however the idealized assumption of an ideal FFP or FFL topology and, thus, generate artifacts in the reconstruction. Our model-based approach is able to deal with these distortions and can generally be applied to dynamic magnetic fields that are approximately parallel to their velocity field. We show how this new 3D model can be discretized and inverted algebraically in order to recover the magnetic particle concentration. To model and describe the magnetic fields, we use decompositions of the fields in spherical harmonics. We complement the description of the new model with several simulations and experiments, exploring the effects of magnetic fields distortion and reconstruction parameters on the reconstruction.
To support a rational and efficient use of electrical energy in residential and industrial environments, Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) provides several techniques to identify state and power consumption profiles of connected appliances. Design requirements for such systems include a low hardware and installations costs for residential, reliability and high-availability for industrial purposes, while keeping invasive interventions into the electrical infrastructure to a minimum. This work introduces a reference hardware setup that allows an in depth analysis of electrical energy consumption in industrial environments. To identify appliances and their consumption profile, appropriate identification algorithms are developed by the NILM community. To enable an evaluation of these algorithms on industrial appliances, we introduce the Laboratory-measured IndustriaL Appliance Characteristics (LILAC) dataset: 1302 measurements from one, two, and three concurrently running appliances of 15 appliance types, measured with the introduced testbed. To allow in-depth appliance consumption analysis, measurements were carried out with a sampling rate of 50 kHz and 16-bit amplitude resolution for voltage and current signals. We show in experiments that signal signatures, contained in the measurement data, allows one to distinguish the single measured electrical appliances with a baseline machine learning approach of nearly 100% accuracy.
A nonlinear state observer is designed for a thermal energy storage with solid/liquid phase change material (PCM). Using a physical 2D dynamic model, the observer reconstructs transient spatial temperature fields inside the storage and estimates the stored energy and the state of charge. The observer has been successfully tested with a lab-scale latent heat storage with a single pass tube bundle and the phase change material located in a shell around each tube. It turns out that the observer robustly tracks the real process data with as few as four internal PCM temperature sensors. © 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.