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Effects on the combustion properties of wheat straw after different thermobiological pretreatments
(2022)
Wheat straw could be used for pellet production and therefore as solid fuel. However, it presents challenges due to its inferior combustion properties such as high ash content, low gross calorific value (GCV), and low ash melting temperature.
To evaluate its combustion properties and based on recent work that improved methane production, wheat straw was subjected to thermobiological pretreatments. Nine pretreated samples based on wheat straw and nine pretreated samples based on compost-wheat straw mixture were produced. In addition, due to the ability to remove minerals and decrease the ash content, a washing process with water as a solvent was used. Ash content, net calorific value (NCV) and ash melting temperatures were evaluated.
For the pretreated wheat straw (SW) samples, a 5,8% reduction in ash content was obtained due to the pretreatments when compared to untreated wheat straw. A 55% decrease in ash content was obtained when comparing the same materials before and after the washing process. No statistically significant changes in GCV were found. As for the ash melting temperatures, due to the incubation pretreatment, an average increase in the shrinkage starting temperature (SST) of 4,4% was obtained for anaerobic conditions and a decrease of 2,5% for aerobic conditions, compared to the same material without heat treatment. In addition, an increase in all ash melting temperatures was observed because of the washing process. It was possible to obtain a pellet complying with standard ISO 17225-6 that can be used in medium or large burners and significantly reduces the effort during combustion.
For samples pretreated with a homogeneous compost-wheat straw (SKW) mixture, an average ash content decrease of 27% was obtained after using autoclave pretreatment at 140°C, compared to the same material without thermal pretreatment. The biggest decrease was due to the washing process, reducing the ash content on average by 43% when comparing the same materials before and after washing. GCV were 13% lower than samples pretreated with wheat straw, due to the low calorific value and high ash content of the compost. During ash melting temperature tests, an average 60% increase in SST was observed compared to pretreated SW ashes due to the high melting temperature of compost. Results are considered satisfactory since pellets based on this mixture would not cause ash sintering or slagging. However, counter effects were observed as the addition of compost increased the ash content and decreased the GCV, not complying with ISO 17225-6 for non-woody pellets. To achieve a pellet based on a compost-wheat straw mixture that complies with the standards, it is recommended for future research to control the percentage of compost added to the mixture.
Based on the idea of sustainable development, the BioTrade principles and criteria (P&C), based on the idea of sustainable development, have been the essential core guiding the implementation of BioTrade activities since their inception by UNCTAD in 2007. However, after identifying that BioTrade of medicinal plants causes negative impacts on the traditional knowledge related to these plants, the P&C were evaluated in light of the most relevant international agreements that contribute to the safeguarding of this knowledge. The result obtained from the assessment showed that the P&C present many gaps that prevent evaluating the real impact of trade on the traditional knowledge of medicinal plants in Indigenous and local communities. Therefore, in the same framework of the current P&C, the main recommendations contained in the international agreements and the suggestions of specialists in the field have been gathered to create a BioTrade standard that contributes to safeguarding traditional medicinal plant knowledge within a commercial context in any BioTrade initiative where the commercialized product is a sacred or native plant with traditional and cultural value for a community.
Eine gängige Form der Qualitätskontrolle von Quellcode sind Code Reviews. Der Fokus von Code Reviews liegt allerdings oft auf syntaktischer Analyse, wodurch weniger Zeit für eine semantische Überprüfung bleibt und zusätzliche Kosten verursacht werden. Code Reviews lassen sich zwar teilweise durch "Linter" automatisieren, dennoch können sie nur syntaktische Fehlermuster identifizieren, welche vorher definiert wurden. Zudem kann ein Linter nur darauf hinweisen, dass möglicherweise ein Fehler vorliegt, da die Fehler nicht durch logische Inferenz ermittelt werden. Die vorliegende Arbeit prüft, ob ein Deep Learning Modell den regelbasierten Ansatz von Lintern ablösen und die semantische Ebene erschließen kann. Dazu wurde eine Stichprobe von Java Methoden zusammengestellt und im Anschluss mit einem Supervised Learning Ansatz binär klassifiziert. Da die Analyse von Quellcode der Textanalyse stark ähnelt wird ein gängiger Ansatz für Textklassifikation verwendet. Dadurch kann gezeigt werden, dass eine Präzision von 85% bei der Erkennung von Quellcodeproblemen durch Deep Learning möglich ist.
The ‘Energy Crisis’ has become the talk of the town in pretty much every developing and lower developing countries in today’s world. It is characterized by a state where the country’s locally available energy resources are being depleted and it is dependent on imported fuel. The problem is considered as although not parallel, but a descendant of the food crisis in terms of the seriousness of the problems in developing nations essentially in Sub-Saharan Africa (SSA). Ethiopia is one such country which nevertheless going through a rapid scale of development (nearly 11 % annual growth rate as of 2017 according to the World Bank) and also is endowed with an enormous amount of natural resources such as hydro, wind, solar, geothermal energy potential. The Ethiopian power sector is heavily dependent on the country’s hydropower resources. However, it needs to diversify its energy sector and integrate new and other renewable energy sources because, in the longer term, its extreme hydropower dependence may put its power sector vulnerable to natural risks like droughts which are very likely scenarios due to the climate change. Since the lack of access to modern forms of energy services left no choice for the Ethiopians than to continue their traditional biomass use, and it results in unsustainable environmental harm with deforestation, soil erosion, and many others. To address this issue, Ethiopia is taking necessary steps towards climate-friendly industrialization of the economy.
In order to understand this transition, a socio-technical analysis of Ethiopian ambitious transformation from an agrarian society to a climate resilient green society has been presented in this paper. An analytical framework will be formulated as a prerequisite for the study by introducing the theory of Multilevel Perspective (MLP). This theory enables the understanding of three different levels of socio-technical environment namely niches, regime, and landscape in which the respective actors interact with each other to facilitate the process of transition. As a part of laying the groundwork, this thorough analysis constitutes all the country’s energy-related activities and associated energy demands, conversion technologies, current fuel mix, primary energy resources, and energy policies in the Ethiopian energy system. The LEAP analysis results from Mr. Md Alam Mondal and group are summarized to obtain an understanding of the country’s total energy demand scenarios.
Consequently, the actors from each socio-technical level have been identified in the context of Ethiopia and their dynamics of interaction have been explained in order to understand the process of energy system transition of Ethiopia in the direction of diversification of its energy system and hence result in the expansion of new renewable energy sector. Most importantly the assessment suggests that the transition process is majorly driven by top-down forces and intra-level reconfiguration of regime actors. There are no bottom-up forces acting as only a little research and development work takes place in the country to develop new radical changes/technological niches. A developing country like Ethiopia has undoubtedly a bright future ahead with all systems in place and the nature-gifted natural resource potential. The ambitious goals set by the country and the international help from developed allies are definitely working in tandem to ensure their accomplishment. With its guiding vision towards development and the global climate change movement, Ethiopia surely has the potential to lead by example.
In dieser Arbeit wurde eine Machbarkeitsstudie zur Speicherung von Wasserstoff in Liquid organic hydrogen carriers (LOHCs) anhand eines gewählten Stoffsystems, Dibenzyltoluen, durchgeführt. Die Arbeit umfasst Bilanzierungen und Auslegungen für eine reversible Hydrierung und Dehydrierung in zwei getrennten Anlagen. Eine class 4-Kostenschätzung bildet die Grundlage für eine Wirtschaftlichkeitsberechnung. So konnten die Technologieziele hinsichtlich der Speicherfähigkeiten nicht realisiert werden. Dennoch zeigen die ermittelten Produktionskosten die Wettbewerbsfähigkeit dieses Ansatzes.
Kontakt: Fabian.Piehl@outlook.com
This project is focused on the generation of hardware independent code for PLCs and the comparison for energy consumption patterns of hydraulic and electric drive unit. This works is dedicated to MLC (mould level control) in a continuous casting machine, which is used to cast steel slabs continuously. The code generation is done with the help of the PLC coder which is present in the software Simulink. The programming is done entirely in MATLAB. The application of the generated code is tested on the Siemens S7-1500 PLC. For executing the code and the development of the HMI (human machine
interface) Siemens software TIA Portal V15 has been used. Moreover, for further analysis of signals and testing the code, a PDA or process data acquisition system, IBA system is used. For energy analysis also the IBA system is used.
Krankenhäuser stellen eine wichtige Kritische Infrastruktur im Bereich des Gesundheitssektors dar, deren Funktionsfähigkeit bei allen Gefahrenlagen erhalten bleiben muss. Durch Interdependenzen mit anderen Kritischen Infrastrukturen, wie der Trinkwasserversorgung, kann ein Ausfall einer der Infrastrukturen zu einer Beeinträchtigung der jeweils anderen führen. Trinkwasser ist für den Menschen lebensnotwendig und muss daher überall in ausreichender Quantität und Qualität bereitgestellt werden (öffentlichen Daseinsvorsorge). Die Trinkwasserversorgung stellt eines der kritischsten Infrastrukturelemente in Krankenhäusern dar, deren Ausfall zu einer Gefährdung der quantitativen und qualitativen Gesundheitsversorgung führt. Die Vergangenheit hat gezeigt, dass Trinkwasserausfälle in Krankenhäusern keine Seltenheit darstellen und zu weitreichenden Beeinträchtigungen führen. Bei Großstörungen bzw. Großschadenslagen oder Katastrophenfällen, ist daher die kommunale Gefahrenabwehr/ der Katastrophenschutz in der Pflicht, zusammen mit anderen Akteuren Krisenmanagement- bzw. Maßnahmenplanungen zu erarbeiten. Dennoch existieren zurzeit fast keine adäquaten Krisenmanagementplanungen für die Herstellung einer Ersatztrinkwasserversorgung für Krankenhäuser. Dies gilt sowohl für die Krankenhäuser im Rahmen der Krankenhausalarm- und Einsatzplanung, als auch die kommunale Gefahrenabwehr bzw. den Katastrophenschutz und Wasserversorgungsunternehmen (WVU).
In dieser Master-Thesis, die im Sommersemester 2018 an der TH Köln erarbeitet wurde, sollte durch eine umfassende Risikoanalyse, unter Zuhilfenahme von Experteninterviews und Dokumentenanalysen das Risiko und die Folgen eines vollständigen Trinkwasserausfalles in einem Krankenhaus dargestellt und der aktuelle Stand der geplanten Bewältigungs- bzw. Krisenmanagementplanungen von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS), dem örtlichen WVU und des Krankenhauses für eine solche Schadenslage erhoben werden. Wurden die geplante Krisenmanagementplanungen als unzureichend oder nicht existent identifiziert, so sollten, wenn möglich, Vorschläge für neue Krisenmanagementkonzepte und Kapitel für den Krankenhauseinsatzplan erstellt werden, wofür ungenutzte Ressourcen für die Etablierung einer Ersatztrinkwasserversorgung ermittelt wurden. Die Analyse erfolgte durch eine Einzelfalluntersuchung anhand des Hauptgebäudes des Krankenhauses Merheim in Köln mit dem Szenario einer lokalen Lage, die nicht durch Kontamination des Wassers induziert ist und deren genaue Ursache nicht betrachtet wird. Um mögliche zukünftige Maßnahmen erarbeiten zu können, musste im Rahmen der Analyse der minimale Trinkwasserbedarf des Untersuchungsgebietes bzw. der einzelnen Funktionsbereiche erhoben und Kriterien für die Geeignetheit von Maßnahmen zur Ersatztrinkwasserversorgung erarbeitet werden. Diese Kriterien sind: Vorlaufzeit, Einhaltung der Trinkwasserverordnung, Versorgungskapazität und Verfügbarkeit von Versorgungsquellen. Für die Berechnung der Kritikalität wurde eine eigene Berechnungsmethode erarbeitet, die im Rahmen der Schutzzieldefinition eine Kritikalitätsanalyse ermöglicht, welche die Bedeutung des Gesamtobjektes und der einzelnen Prozessbausteine einbezieht. Das hier hergeleitete Schutzziel lautet: Verhinderung von Todesfällen bei Patienten durch die angenommene Gefahr und durch das ausfallbedingte Unterlassen von Behandlungsmaßahmen, die nicht anderweitig, durch z.B. Abmeldung von der örtlichen Notfallversorgung oder einer Evakuierung und Verlegung der Patienten, kompensierbar sind.
Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist zusammengefasst die Identifikation der geplanten Maßnahmen zu Ersatztrinkwasserversorgung des Krankenhauses Merheim bzw. ggf. nicht vorhandenen Maßnahmen und somit die Feststellung, ob die Problematik des angenommenen Szenarios von allen Akteuren ausreichend betrachtet wird. Es soll das Bewusstsein für die Notwendigkeit und die Verantwortlichkeiten bzw. Zuständigkeiten von Krisenmanagementplanungen inkl. der Schnittstellenproblematik erhöht werden. Auf Grundlage dieser Arbeit können die Feuerwehr, Hilfsorganisationen, das Technisches Hilfswerk, der Wasserversorger und das Krankenhaus zukünftige Planungen begründen und die Ergebnisse für die Planung einer Ersatztrinkwasserversorgung für das Krankenhaus Merheim nutzen. Das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe, das diese Arbeit ebenfalls betreut hat, möchte diese Arbeit zudem dafür verwenden, weiterführende Konzepte und Leitfäden zu entwickeln.
Hinsichtlich der Erfüllung des Schutzzieles wurde das Krankenhaus Merheim an sich und als Prozessbausteine insbesondere die Intensivstationen als sehr verwundbar identifiziert, was im Rahmen der Analyse zu einem sehr hohen Gesamtrisiko führte. Weitere Prozessbausteine mit sehr hohen Risikowerten sind die Reinstwasseraufbereitungsanlage, die Zentralwäscherei, das Zentrallabor, die Zentralsterilisation und die Anästhesiologie. Durch die sehr hohen Risikowerte und den maximalen Trinkwasserbedarf des Krankenhauses von 150m³/h (eine Ermittlung des minimalen Bedarfes war nicht möglich) lässt sich ein hoher Handlungsbedarf für Krisenmanagementplanungen für den Fall eines Trinkwasserausfalles in dem Krankenhaus ableiten. Die Analyse der Krisenmanagementplanungen hat ergeben, dass keine Maßnahmen zur Krisenbewältigung eines Trinkwasserausfalles im Krankenhaus Merheim existieren. Dies betrifft alle einbezogenen Akteure. Auch eine Einspeisestelle für eine Ersatztrinkwasserversorgung und andere Redundanzsysteme sind im Krankenhaus Merheim nicht vorhanden. Die redundante Ausgestaltung der Trinkwassereinspeisung aus dem öffentlichen Netz in das Privatnetz des Krankenhauses ist dabei nur bei einem Versorgungsausfall auf Seiten des öffentlichen Trinkwassernetzes wirkungsvoll. Eine Ersatztrinkwasserversorgung wäre mit den in der Stadt Köln vorhandenen Ressourcen ausreichend gestaltbar. Verfügbare und geeignete Kapazitäten sind bei der Feuerwehr Köln, privaten Firmen mit Tanklastzügen, der Bundespolizei und Hilfsorganisationen identifiziert worden. Bei den durchgeführten Interviews wurde von fast allen Akteuren eine hohe Relevanz des Themas und der hohe Bedarf an Planungen bestätigt. Jedoch ist durch die bestehende Mangelplanung und der Vernachlässigung von Übungen zur Not- und Ersatztrinkwasserversorgung (z.B. Inbetriebnahme Trinkwassernotbrunnen) davon auszugehen, dass bisher ein mangelndes Problembewusstsein und Unstimmigkeiten bezüglich der Zuständigkeiten bei den verantwortlichen Stellen vorlag. Die Kommune (bzw. hier die Stadt Köln) sollte daher alle Beteiligten zusammenbringen, über die Verantwortlichkeiten bzw. Zuständigkeiten aufklären und einen kooperativen Planungsprozess initiieren. Eine eigene Planung, im Rahmen dieser Arbeit, in Form eines Kapitels für den Krankenhauseinsatzplan und Krisenmanagementplänen für die Gefahrenabwehr bzw. den Wasserversorger konnte durch das Fehlen einer Trinkwassereinspeisestelle in das Krankenhaus nicht erstellt werden. Jedoch war es möglich ein kurzes Kapitel für den Krankenhauseinsatzplan zu erstellen, das auf die weitreichenden Folgen eines Trinkwasserausfalles aufmerksam macht und Anweisungen zum schnelleren Übergang zu einer Evakuierung/Räumung liefert. Durch das so erreichte schnellere Handeln, könnten zumindest viele weitere Folgeschäden bei den Patienten verhindert werden. Überlegungen dahingehend, ob eher präventive oder zur Selbsthilfe befähigende Maßnahmen statt Bewältigungsplanungen in Betracht gezogen werden sollten, sind durchzuführen.
Water is an eminently important element for societal development. It must be available in sufficient quantity and quality to meet human requirements of consumption, food production and sanitation. The riverine ecosystems are increasingly deteriorated due to human interventions. This leads to changes in the natural flow patterns. The concept of environmental flow started to emerge. Due to the importance of environmental flow in the integrated river basin management, researchers and scientists worldwide have made great efforts towards assessing the environmental flow requirements in river ecosystems. Various tools and techniques were defined. Governmental authorities and water ministries (all over the world including Egypt) have introduced regulations and policies to assure the vitality of environmental flow in river management and water allocation too.
Although different methods are available for the environmental flow assessment, those techniques are not practically applied. Implementing the environmental flow in real world is a challenge, due to the lack of political will and the stakeholder support, the institutional barriers and conflicts of interest, and finally the insufficient resources and capacity in environmental management institutions. It is a multidisciplinary and intersectoral process.
The present study aims to report the importance of environmental flow regarding the inhabitants’ daily life as well as the overall Egyptian socio-economic, political and health status. It demonstrates the methods of applying the Environmental flow concept in Egypt with a focus on social and political aspects, detailing the current situation in Egypt, and clarifying the obstacles that face the implementation process. The data was collected via local people questionnaires, stakeholders’ interviews and field visits. The study proposes solutions to evade the environmental flow implementation obstacles and overcome current challenges. Moreover, the study predicts future issues and offers solutions to avoid their occurrence.
For sustainable climate, an exponential growth in renewable heating and cooling is compulsory to reduce consumption of the fossil fuels for production of heat. An essential step from European Commission as an introduction of the strategy for renewable heat has
given a platform to the solar thermal market to tap the highest possible potential. To grab the opportunity given, capacity of the production is to be increased as well as reduction in cost of solar thermal product is to be achieved by any suitable alternate means. Polymer
based hybrid collector, named as OPVT collector, is the innovation from Fraunhofer Institute of Solar Energy Systems to break the road blocks for the solar thermal market. A polymer solar cell and a polymer solar thermal collector, both, technologies have tendency
of high initial investments and extremely low running cost in business. The aims of this study were to develop a calculation tool for determination of production cost of different OPVT collector concepts and evaluate their potential with reference to market size. The tool was expected to be uniform for all possible concepts of OPVT collector and flexible in
usage during the early stage of technological development. In this study, “Microsoft Excel” software based calculation tool is developed for estimation of production cost for different concepts. A Car washing station for water based OPVT collector and a bus station for air based OPVT collector are found be most suitable for start-up of the business. The analysis of results has highlighted that the minimum cost of OPVT collector can be referenced as its material cost. The OPVT collector business has huge potential and
possibility of early break-even point in the
production. As production costs are sensitive to
material costs, input values to the tool must be accurate. Presence of dominance of the material cost
is due to high cost of OPV. In industry, OPV is still being considered as the technological product instead the commodity product. This market potential study for
OPVT collector technology has been the important step in giving the confidence to solar thermal, polymer and plastic processing industries for business investment.
Keywords – OPVT collector, production cost, calculation tool, market size
Development of renewable energy projects within photovoltaic energy sector has reached unrestrainable pace in recent years and thus the investors are more vigilantly considering the further business deployment towards this sector. Underpinned with clear support from KfW Development Bank, the company MACS Energy & Water GmbH decided to facilitate future verification of credit lines towards these projects by deploying special eSaveTM software which would include technical and financial appraisals specially designed for their clients. Hereof this thesis comprises the initial phase development of this software within the MS Excel and endeavors to provide a proper guideline for the software engineers included in this task in the company. In order to simplify the explanation process this report sticks to 50 kW power plant project in Prokuplje. It is anticipated that this model would enhance, improve and expedite the feasibility analysis between the cooperatives by delivering the projections of energy yield, payback periods and sensitivity analysis of the loan conditions specified for the target country and PV projects in the same. However, besides this main task this report aims to fulfill all the other necessary prerequisites for accomplishing a good due diligence practice. Therefore the thesis places its focus to Republic of Serbia where exceptional due diligence reports were made, among which the Prokuplje project, and compiles the assessments in terms of legal, environmental and risk into one general framework for PV projects in this country. By doing so, the desktop-based model and results obtained with this user-friendly tool can lean on the full due diligence assessment and provide the reader a clear comprehensive overview of possibility to invest into this renewable energy sector in Republic of Serbia.
Keywords: PV, Due diligence, Serbia, eSaveTM, feasibility, model