620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
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The Dual Active Bridge (DAB) is a very promising topology for future power converters. However, careless operation can lead to a DC component in the transformer current. The problem is further exacerbated when the phase shift changes during operation. This work presents a study of DC bias effects on the DAB with special regard to transient effects introduced by sudden shifts in the output load. We present a simple yet effective approach to avoid DC bias entirely.
Im Projekt "Heat4SmartGrid" soll untersucht werden, ob und wie mit Hilfe von Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung in Baden-Württemberg (BW) gesteigert werden und gleichzeitig das Verteilnetz druch eine intelligente Steuerung der Wärmepumpensysteme entlastet werden kann.
Hierzu ist im AP 1 für das Jahr 2050 ein Wärmebedarf in BW von 35 TWh errechnet worden, bei 40 TWh im Jahr 2030. Im Vergleich zum Jahr 2015 ergibt sich so ein Rückgang um 30% zum Jahr 2030 und bis zum Jahr 2050 um 40%. Weiterhin steigt auf Grund von energetischer Sanierung im Gebäudebestand das technische Potenzial für Wärmepumpen, ausgehend von 8 TWh im Jahr 2015, auf 20 TWh bis 2030 umd auf 23 TWh bis 2040. Insgesamt könnten so 63% aller Wohnanteile in BW durch Wärmepumpen mit thermischer Energie versorgt werden Der Einsatz von Wärmepumpensystemen ist somit ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Wärmewende.
Zur Steuerung der Wärmepumpen sind in AP 2 Betriebsmodei in Abhängigkeit von Anwendung und Gebäudetyp entwickelt worden. Diese werden mittels Korrelationsfunktionen für die Heizleistung für Luft-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen bestimmt. Hierauf aufbauend sind für die in AP 1 ermittelten Gebäudetypen die erreichbare Jahresarbeitszahl der beiden Wärmepumpentechnologien ermittelt worden.
Zur intelligenten system- und netzdienlichen Steuerung dieser Wärmepumpensysteme werden Prognosen über die lokale Erzeugung und den lokalen Verbrauch benötigt, die in AP 5 erarbeitet werden. In Abhängigkeit der Prognoseanwendung sind sowohl univariate (elektrische Last und thermische Brauchwarmwasserlast) als auch multivariate Prognosemodelle (PV-Erzeugung und thermische Heizwarmwasserlast) implementiert worden.
The goal of this paper pretends to show how a bed system with an embedded system with sensor is able to analyze a person’s movement, breathing and recognizing the positions that the subject is lying on the bed during the night without any additional physical contact. The measurements are performed with sensors placed between the mattress and the frame. An Intel Edison board was used as an endpoint that served as a communication node from the mesh network to external service. Two nodes and Intel Edison are attached to the bottom of the bed frame and they are connected to the sensors.
Power loss measurement of power electronic components and overall systems is sometimes difficult by use of electrical quantities and in few applications even not possible. The calorimetric power loss measurement is an established method to identify the overall system losses with a suitable accuracy. This paper presents a novel method with an open chamber calorimeter under accurate air mass flow, air pressure, humidity measurement and temperature control. The benefits are the approximately halved measurement time compared to established systems and the possibility to control the chamber temperature. So it is possible to measure the power losses at different ambient temperatures.
Bei der spanenden Bearbeitung metallischer Werkstücke mit Werkzeugmaschinen ist die Produktivität und Qualität der erzeugten Werkstücke wesentliches Kriterium für die Wirtschaftlichkeit. Zur Erreichung dieser Ziele sind genaue Kenntnisse der Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der eingesetzten Produktionsmittel erforderlich. Dazu sind seit geraumer Zeit unterschiedliche Methoden der Untersuchung z.B. der statischen und dynamischen Maschineneigenschaften bekannt. Dazu gehören die Messung der statischen und dynamischen Nachgiebigkeit, die Aufnahme der Eigenschwingungen mittels der experimentellen Modalanalyse. Diese Methoden werden häufig nur im Laborbetrieb angewandt. In diesem Beitrag werden Kriterien dargestellt, die bei der Übertragung der Analyse auf den realen Betrieb noch zu berücksichtigen sind, um die Ergebnisse interpretieren zu können.
The coupling of the heat and power sector is required as supply and demand in the German electricity mix drift further and further apart with a high percentage of renewable energy. Heat pumps in combination with thermal energy storage systems can be a useful way to couple the heat and power sectors. This paper presents a hardware-in the-loop test bench for experimental investigation of optimized control strategies for heat pumps. 24-hour experiments are carried out to test whether the heat pump is able to serve optimized schedules generated by a MATLAB algorithm. The results show that the heat pump is capable of following the generated schedules, and the maximum deviation of the operational time between schedule and experiment is only 3%. Additionally, the system can serve the demand for space heating and DHW at any time.
Die Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in kleinen und mittleren Unternehmen der Galvanotechnik stellt ein erklärtes Ziel des Landes Baden-Württemberg und des Forschungsprojekts GalvanoFlex_BW dar. Als komplexe Energieeffizienzmaßnahme stellt die Kraft-Wärme-Kopplung erhöhte Anforderungen an die Unternehmen und das professionelle Umfeld (Beratung, Service, Handwerk, Contracting). Hemmnisse zur Umsetzung der Technologie finden sich daher sowohl innerhalb der Unternehmen als auch außerhalb. Die Hemmnisse bei der Umsetzung der Kraft-Wärme-Kopplung in der Galvanotechnik sind auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführen, wie hohe Komplexität der KWK-Technologie, schwierige Bewertung des Gesamtnutzens im Unternehmen, mangelnde personelle Ausstattung oder auch fehlende Unternehmerentscheidungen. Empfehlungen der Forschungspartner zu deren Überwindung können aus den Ergebnisses der sozial-wissenschaftlichen Begleitforschung gewonnen werden.
In den letzten Jahren hat das Gebiet der additiven Fertigung einen unglaublichen Schub erfahren. Es haben sich kostengünstige Endkonsumerdrucker in der sogenannten "Makerszene" verbreitet, die vielfältige neue Fertigungsmöglichkeiten bieten. Überzogene Berichterstattungen über diese Möglichkeiten haben einen wahren Hype ausgelöst. Trotz der entstandenen neuen Chancen zur Fertigung von Produkten bleiben die realisierbaren Möglichkeiten oft hinter den Erwartungen zurück. Einerseits liegt das an der Teilequalität und an den zur Verfügung stehenden Materialien. Andererseits kommen im Endkonsumerbereich überwiegend Drucker auf der Basis des FDM- oder DLP-Verfahrens zum Einsatz, damit ergibt sich folglich eine sehr eingeschränkte Verfahrenspalette.
Bei der spanenden Bearbeitung metallischer Werkstücke ist Verschleiß der Werkzeuge entscheidend für die Qualität der erzeugten Bauteiloberflächen und die Kosten der eingesetzten Werkzeuge. Damit ist der Werkzeugverschleiß und dessen Ursachen maßgebliches Auflegungskriterium für die Zerspanprozesse. Verschleiß wird dabei durch eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter beeinflusst. Neben dem Werkstückwerkstoff, dem Schneidstoff und der Beschichtung sowie der Werkzeuggeometrie, sind die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub, die radiale und axiale Zustellung und die Prozessmedien ausschlaggebend für die Standzeit der Werkzeuge. Weitere Effekte gehen von den Eigenschaften des Werkstücks, Werkzeugs und der Maschinen aus. diese sind verantwortlich für die Entstehung von durch Instabilitäten verursachten Verschleiß. Im Folgenden wird die Systematik der Untersuchung unterschiedlich additivierter Kühlschmierstoffe auf den Verschleiß untersucht.
