600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
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Die Regelung heutiger, industriell genutzter Biomasse-Feuerungsanlagen erfolgt meistens über fest eingestellte Parameter. Bei Veränderungen des Brennstoffs dienen visuelle Beobachtungen der Mitarbeiter als Basis der Neueinstellung dieser Parameter. Das Ziel der Forschung besteht in der Optimierung solcher Regelungen durch den Einsatz von Kamerasystemen in Kombination mit einer automatisierten Regelung, die auf Basis von Flammenbild-Analysen funktioniert. Ein solches System wäre auch unabhängig von der Art des Brennstoffs.
Diese Arbeit wertet Leistellendaten von zwei Landkreisen aus und untersucht dabei, welche Veränderung hinsichtlich der mittleren Anzahl und Dauer von Rettungsdiensteinsätzen im Zeitraum der COVID-19-Pandemie aufgeteilt nach Stunden- und Tageskategorien besteht. Anschließend werden die Veränderungen von Anzahl und Dauer beider Landkreise verglichen, um diese auf Unterschiede zu prüfen. Da in der aktuellen Literatur unzureichend dargelegt ist, wie Veränderungen des Einsatzanzahl oder -dauer im Rettungsdienst zwischen Kreisen sowie über die Tage und Tagesstunden verteilt sind, trägt diese Untersuchung dazu bei diese Forschungslücke zu schließen. Die statistische Auswertung der Leitstellendaten umfasst mehrere Schritte, sodass zuerst eine Aufbereitung durchgeführt wird, bevor die mittlere Einsatzanzahl und -dauer für vier Zeiträume sowie die prozentuale Veränderung zwischen einem Zeitraum vor und drei Zeiträumen während der Pandemie ermittelt werden. Im Anschluss wird die Veränderung mittels Kruskal-Wallis-Test beziehungsweise Varianzanalyse nach Welch auf Signifikanz überprüft. Abschließend erfolgt ein qualitativer Vergleich zwischen den Kreisen. Die Untersuchung zeigt, dass hinsichtlich Einsatzanzahl und -dauer zu allen drei Zeitraumen in der Pandemie Zu- und Abnahmen auftreten. Die Anzahl nimmt zum ersten Zeitraum in beiden Kreisen überwiegend ab, sowie zum vierten Zeitraum mehrheitlich zu, während zum zweiten Zeitraum im Lahn-Dill-Kreis eine häufigere Abnahme und im Main-Taunus-Kreis eine geringfügig überwiegende Zunahme vorliegt. Die Einsatzdauer unterliegt zum zweiten Zeitraum im Lahn-Dill-Kreis einer überwiegenden Zunahme und im Main-Taunus-Kreis einer überwiegenden Abnahme, während zum dritten sowie vierten Zeitraum in beiden Kreisen einer Steigerung stattfindet. Im Vergleich beider Gebietskörperschaften zeigen bei der Einsatzanzahl die Veränderungen zum zweiten und vierten Zeitraum und bei der Dauer die Veränderungen zum dritten und vierten Zeitraum mit der Mehrheit der Stundenkategorien Gemeinsamkeiten. Das Pandemiegeschehens sowie die nichtpharmazeutischen Interventionen sowie deren Folgen stellen Faktoren für die Veränderung von Einsatzanzahl und -dauer dar. Die geografische Lage sowie die lokale Ausgestaltung von Rettungsdienst und Krankentransport begründen, zusätzlich zu den oben genannten Aspekten, Unterschiede zwischen den Kreisen.
Untersuchung der Yosys Hardwaresynthese von der internen Datenstruktur RTLIL bis zur Netzliste
(2023)
Das Ziel dieser Arbeit ist die Beantwortung der Frage "Wie funktioniert Synthese?". Yosys ist ein offenes Synthesewerkzeug, welches untersucht wurde, um diese Frage zu beantworten. Yosys implementiert eine Datenstruktur RTLIL, mit der ein Entwurf in allen Synthesephasen dargestellt wird. Yosys ist modular aufgebaut, was dem Nutzer ermöglicht, das Programm zu erweitern. Die Synthese in Yosys ist auf Pässe unterteilt, die jeweils eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Im Rahmen der Arbeit wurde die Datenstruktur und die Passes im einzelnen analysiert. Es wurde auch untersucht, wie in Yosys Erweiterungen zu implementieren sind. Die Analyse hat gezeigt, dass ein wichtiger Teil der Synthese die Umwandlung von Prozessen in eine RTL-Beschreibung darstellt. Im Rahmen der Synthese werden die, von einem Frontend vorläufig erzeugten RTL-Komponenten, umgewandelt. Der letzte Schritt der Synthese ist das Technologiemapping, welches die umgewandelten Komponente auf die verwendete Hardware anpasst.
In this paper we describe traffic sign recognition with neural networks in the frequency domain. Traffic signs exist in all countries to regulate the traffic of vehicles and pedestrians. Each country has its own set of traffic signs that are more or less similar. They consist of a set of abstract forms, symbols, numbers and letters, which are combined into different signs. Automatic traffic sign recognition is important for driver assistance systems and for autonomous driving. Traffic sign recognition is a subtype of image recognition. The traffic signs are usually recorded by a camera and must be recognized in real time, i.e. assigned to a class. We use neural networks for traffic sign recognition. The special feature of our method is that the traffic sign recognition does not take place in the spatial domain but in the frequency domain. This has advantages because it is possible to significantly reduce the number of neurons and thus the computing effort of the neural network compared to a conventional neural network.
Abstract
Due to their pronounced bioactivity and limited availability from natural resources, metabolites of the soft coral Pseudopterogorgia elisabethae, such as erogorgiaene and the pseudopterosines, represent important target molecules for chemical synthesis. We have now developed a particularly short and efficient route towards these marine diterpenes exploiting an operationally convenient enantioselective cobalt‐catalyzed hydrovinylation as the chirogenic step. Other noteworthy C−C bond forming transformations include diastereoselective Lewis acid‐mediated cyclizations, a Suzuki coupling and a carbonyl ene reaction. Starting from 4‐methyl‐styrene the anti‐tubercular agent (+)‐erogorgiaene (>98 % ee) was prepared in only 7 steps with 46 % overall yield. In addition, the synthesis of the pseudopterosin A aglycone was achieved in 12 steps with 30 % overall yield and, surprisingly, was found to exhibit a similar anti‐inflammatory activity (inhibition of LPS‐induced NF‐κB activation) as a natural mixture of pseudopterosins A−D or iso‐pseudopterosin A, prepared by β‐D‐xylosylation of the synthetic aglycone.
This paper documents the design, implementation and evaluation of the Unfolding Space Glove—an open source sensory substitution device. It transmits the relative position and distance of nearby objects as vibratory stimuli to the back of the hand and thus enables blind people to haptically explore the depth of their surrounding space, assisting with navigation tasks such as object recognition and wayfinding. The prototype requires no external hardware, is highly portable, operates in all lighting conditions, and provides continuous and immediate feedback—all while being visually unobtrusive. Both blind (n = 8) and blindfolded sighted participants (n = 6) completed structured training and obstacle courses with both the prototype and a white long cane to allow performance comparisons to be drawn between them. The subjects quickly learned how to use the glove and successfully completed all of the trials, though still being slower with it than with the cane. Qualitative interviews revealed a high level of usability and user experience. Overall, the results indicate the general processability of spatial information through sensory substitution using haptic, vibrotactile interfaces. Further research would be required to evaluate the prototype’s capabilities after extensive training and to derive a fully functional navigation aid from its features.
Im Rahmen des Technologie-Screenings wurden smarte Technologien für den Einsatz in mittelständischen Unternehmen (vorzugsweise KMU) im Zeitraum von 2017-2020 in einem kontinuierlichen Monitoringprozess betrachtet. Dadurch konnte mit dem Screening ein umfassender Überblick über die Angebotsseite und den Markt smarter Technologien geschaffen werden. Ebenso wurden potenzielle Technologien für den Einsatz im Anwendungstest des Forschungsprojekts VISE-U identifiziert. Insgesamt umfasst das Technologie-Screening sechs spezifische Technologie-Kategorien, denen wiederum einzelne Systeme auf Herstellerebene zugeordnet wurden. So konnten in Summe 20 Systeme unterschiedlicher Hersteller hinsichtlich des Aufbaus sowie der Funktionsweise samt Technologie-Steckbrief beschrieben werden. Die Steckbriefe zeigen dazu die technische Beschreibung, Komponenten sowie Schnittstellen der Systeme auf und referenzieren auf weiterführende Informationen auf den Webseiten der Hersteller.
Im Rahmen des Technologiescreenings sind zunächst relevante Technologien, die Einfluss auf das Energienachfrageverhalten für Haushalte besitzen, identifiziert worden. Dabei ist ausschließlich eine technologische Betrachtung erfolgt, das individuelle Nutzerverhalten von Haushaltsbewohnern wurde dabei nicht betrachtet. Die Einordnung der Technologien sind in Standard Energietechnologien: Erzeuger, Umwandler, Verbraucher und Speicher kategorisiert. Zudem zeigt die in die Kategorien Messsysteme, Gebäudeautomation und Energiemanagementsysteme. Dabei handelt es sich um, digitale Technologien mit Aspekten und Anwendungen von Energietransparenz und -management. Zeitraum des kontinuierlichen Technologie-Screenings war von 2017-2020.
Die Dimensionierung von thermischen Speichern in der Gebäudetechnik bezieht sich häufig auf die Trinkwassererwärmung mit der DIN 4708. Dabei werden in der Regel die Bedarfe der Nutzer zur Auslegung herangezogen. Bekannt ist das Summenlinienverfahren und der daraus resultierende Beitrag des Wärmeerzeugers. Bei Pufferspeichern wird dagegen unter-schieden in welcher Kombination von Speicher und Wärmerzeuger dieser eingesetzt werden soll und es kommt häufig zu Größenschätzungen und Auslegungen mit Richtwerten. Daneben bieten zahlreiche Herstellern Auslegungsprogramme, die immer auf den Spitzenbedarf des Gebäudes ausgelegt sind.
In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die den thermischen Speicher als zweiten Wärmeversorger im Gebäude betrachtet, der zusammen mit diesem die Versorgung über-nimmt. Damit wird die Speicherauslegung mit der Wärmeerzeugerleistung verknüpft. Aus-gleichend über eine bestimmte Zeitperiode (24 h) mit Phasen hohen und niedrigen Bedarfs übernehmen der Wärmeerzeuger und der Speicher gemeinsam die Versorgung. Da die Wärmeversorgung eines Gebäudes in erster Linie von der Außenlufttemperatur abhängt, wird hier ein Verfahren auf dieser Basis vorgestellt, welches eine einfache Berechnung des Wärmeinhalts eines Speichers ermöglicht.
Das interdisziplinäre Forschungsprojekt “Smarte Technologien für Unternehmen” untersuchte im Zeitraum von Juli 2017 bis Dezember 2020 Anwendungs- und Akzeptanzprobleme zum Einsatz smarter Technologien in KMU und entwickelte darauf aufbauend Lösungsansätze zur Steigerung der Energieeffizienz sowie zum Energie- und Lastmanagement. Dazu wurden smarte Technologien zunächst im Zuge eines Screenings identifiziert, kategorisiert und bewertet. In den qualitativen und quantitativen Nutzeranalysen wurden Unternehmer*innen in den Fokus der Analyse gestellt, um den Wissensstand sowie Chancen und Barrieren zum Einsatz smarter Technologien in KMU darzulegen. Mit der Durchführung transdisziplinärer Anwendungstests wurde ein zentraler Lösungsansatz entwickelt: Die Effizienzanalyse von KMU mittels mobiler Messtechnik und Visualisierungstools als potenzielle Strategie zur Reduktion von Energieverbräuchen.
Die Ergebnisse dieses anwendungsorientierten Forschungsprojektes zeigen die Anwendungs- und Akzeptanzprobleme zum Einsatz smarter Technologien in KMU auf und geben Handlungsoptionen zur Steigerung der Energieeffizienz mit Hilfe ausgewählter smarter Produkte und Tools.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine HPLC-Methode mit der dazugehörigen Probenvorbereitung entwickelt, welche es ermöglicht Essigsäure und Acrylsäure in komplexen Matrizes wie Deponiesickerwasser zu bestimmen. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Matrixreduzierung, die bei 96 % lag. Die Wiederfindung der Analyten Essigsäure und Acrylsäure liegt bei der beschriebenen Methode bei ca. 100 %.
Die Bundesregierung hat sich verpflichtet, die Treibhausgasemissionen in den nächsten Jahren stark zu senken. Potentiale hierfür werden besonders im Gebäudesektor gesehen, da dieser einen hohen Anteil des Endenergieverbrauchs verursacht. Bisher lagen für den Gebäudetypus der „Theaterspielstätte“ im Gegensatz zu anderen Gebäudetypologien weder energetische Kennwerte noch Daten zum Raumkomfort vor. Im Rahmen einer deutschlandweiten Querschnittserhebung in 13 Theaterspielstätten über den Zeitraum von drei Wochen wurden sowohl Energieverbräuche mittels zerstörungsfrei
installierter Messsensoren als auch Daten zum Raumkomfort durch den Einsatz eines Messtorsos auf Nutzerebene sowie
einer parallelen Nutzerbefragung erfasst, ausgewertet und analysiert. Anhand dieser Daten wurden charakteristische Kennwerte gebildet und ein Benchmarking erstellt. Darüber hinaus konnte der Energieverbrauch mittels TEK-Tool rechnerisch auf Nutzungszonen und Gewerke verteilt werden, sodass ein Verständnis für die Struktur des Energieverbrauchs in Theaterspielstätten entwickelt wurde, auf Basis dessen die Abschätzung energetischer Einsparpotentiale möglich ist.
Außerdem wurde durch ein einjähriges Intensivmonitoring im sanierten Scharoun Theater Wolfsburg exemplarisch das Einsparpotential durch Gebäudesanierungen und Anlagenoptimierungen von Theaterspielstätten messtechnisch erforscht. Die gemessenen Daten wurden dem Energieverbrauch vor der Sanierung sowie den Sanierungszielen gegenübergestellt und ebenso gegenüber den Kennwerten aus der Querschnittserhebung eingeordnet.
Die Erkenntnisse über die Nutzungs- und Energieverbrauchsstruktur in Theaterspielstätten können zukünftig angewendet werden, um Energieverbräuche rechnerisch besser ermitteln zu können und um Ansatzpunkte zur Reduzierung des Energieverbrauchs zu identifizieren.
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.
New risk geographies are emerging with war and conflict resurfacing, including nuclear threats. This poses challenges to civil protection for conducting risk-informed preparedness planning. A spatial assessment of Germany and Europe is conducted using a geographic information system. Buffer circles of nuclear explosion effects and fallout buffers show potentially exposed areas around major cities. Different scenarios indicate shrinking areas safe from exposure. However, even in a densely populated country, rural areas and smaller cities can be identified that could provide sites for evacuation shelters. Changing wind directions poses a challenge for civil protection planning because fallout risk covers most German territory even when few cities are attacked. However, wind speeds and topography can help identify suitable shelter areas. More knowledge about the temporal development of a nuclear explosion and its specific forms of harm can also help to improve risk knowledge and planning. While nuclear warfare at first seems to render useless any option for safe areas and survival, the spatial risk assessment shows that exposure does not occur at all places at all times. Being safe from harm will be difficult in such a worst-case scenario, but avoiding large city perimeters and being informed can also help reduce risk.
Pressure injuries remain a serious health complication for patients and nursing staff. Evidence from the past decade has not been analysed through narrative synthesis yet. PubMed, Embase, CINAHL Complete, Web of Science, Cochrane Library, and other reviews/sources were screened. Risk of bias was evaluated using a slightly modified QUIPS tool. Risk factor domains were used to assign (non)statistically independent risk factors. Hence, 67 studies with 679,660 patients were included. In low to moderate risk of bias studies, non-blanchable erythema reliably predicted pressure injury stage 2. Factors influencing mechanical boundary conditions, e.g., higher interface pressure or BMI < 18.5, as well as factors affecting interindividual susceptibility (male sex, older age, anemia, hypoalbuminemia, diabetes, hypotension, low physical activity, existing pressure injuries) and treatment-related aspects, such as length of stay in intensive care units, were identified as possible risk factors for pressure injury development. Health care professionals’ evidence-based knowledge of above-mentioned risk factors is vital to ensure optimal prevention and/or treatment. Openly accessible risk factors, e.g., sex, age, BMI, pre-existing diabetes, and non-blanchable erythema, can serve as yellow flags for pressure injury development. Close communication concerning further risk factors, e.g., anemia, hypoalbuminemia, or low physical activity, may optimize prevention and/or treatment. Further high-quality evidence is warranted.
REALLABOR AUFZANDERS
(2024)
3d printing is capable of providing dose individualization for pediatric medicines and translating the precision medicine approach into practical application. In pediatrics, dose individualization and preparation of small dosage forms is a requirement for successful therapy, which is frequently not possible due to the lack of suitable dosage forms. For precision medicine, individual characteristics of patients are considered for the selection of the best possible API in the most suitable dose with the most effective release profile to improve therapeutic outcome. 3d printing is inherently suitable for manufacturing of individualized medicines with varying dosages, sizes, release profiles and drug combinations in small batch sizes, which cannot be manufactured with traditional technologies. However, understanding of critical quality attributes and process parameters still needs to be significantly improved for this new technology. To ensure health and safety of patients, cleaning and process validation needs to be established. Additionally, adequate analytical methods for the in-process control of intermediates, regarding their printability as well as control of the final 3d printed tablets considering any risk of this new technology will be required. The PolyPrint consortium is actively working on developing novel polymers for fused deposition modeling (FDM) 3d printing, filament formulation and manufacturing development as well as optimization of the printing process, and the design of a GMP-capable FDM 3d printer. In this manuscript, the consortium shares its views on quality aspects and measures for 3d printing from drug-loaded filaments, including formulation development, the printing process, and the printed dosage forms. Additionally, engineering approaches for quality assurance during the printing process and for the final dosage form will be presented together with considerations for a GMP-capable printer design.
Notrufnummern dienen als einfaches Kommunikationsmittel aller Hilfeersuchen der Bevölkerung in Notfällen. Es ist eine optimale Nutzung der Rettungsinstanzen sicherzustellen. Daher ist es notwendig herauszuarbeiten, inwieweit die Bevölkerung, zur Nutzung der Rufnummer des ärztlichen Bereitschaftsdienstes 116117, sensibilisiert ist. Sie stellt eine Entlastung des Regelrettungsdienstes dar. Um ein Meinungsbild der Bevölkerung hinsichtlich Rufnummernpräferenzen zu erhalten, wird eine Umfrage mit konkreten Beispielen analysiert. Es werden Handlungsempfehlungen genannt, um die Bevölkerung auf den ärztlichen Bereitschaftsdienst aufmerksam zu machen.
Despite great efforts to develop a vaccine against human immunodeficiency virus (HIV), which causes AIDS if untreated, no approved HIV vaccine is available to date. A promising class of vaccines are virus-like particles (VLPs), which were shown to be very effective for the prevention of other diseases. In this study, production of HI-VLPs using different 293F cell lines, followed by a three-step purification of HI-VLPs, was conducted. The quality-by-design-based process development was supported by process analytical technology (PAT). The HI-VLP concentration increased 12.5-fold while >80% purity was achieved. This article reports on the first general process development and optimization up to purification. Further research will focus on process development for polishing and formulation up to lyophilization. In addition, process analytical technology and process modeling for process automation and optimization by digital twins in the context of quality-by-design framework will be developed.
Das Labor für Konstruktionstechnik der Technischen Hochschule Köln beschäftigt sich mit der Mikrodosierung von präzisen Strukturen von Silberleitklebstoff. Hauptsächlich wird bei derartigen Ventilen in berührende und berührungslose Dosierventile unterschieden. Zur Erzeugung dreidimensionaler elektrisch leitfähiger Strukturen können diese Dosierventile an entsprechende Verfahreinheiten adaptiert werden.
Potential analyses identify possible locations for renewable energy installations, such as wind turbines and photovoltaic arrays. The results of previous potential studies for Germany, however, are not consistent due to different assumptions, methods, and datasets being used. For example, different land-use datasets are applied in the literature to identify suitable areas for technologies requiring open land. For the first time, commonly used datasets are compared regarding the area and position of identified features to analyze their impact on potential analyses. It is shown that the use of Corine Land Cover is not recommended as it leads to potential area overestimation in a typical wind potential analyses by a factor of 4.7 and 5.2 in comparison to Basis-DLM and Open Street Map, respectively. Furthermore, we develop scenarios for onshore wind, offshore wind, and open-field photovoltaic potential estimations based on land-eligibility analyses using the land-use datasets that were proven to be best by our pre-analysis. Moreover, we calculate the rooftop photovoltaic potential using 3D building data nationwide for the first time. The potentials have a high sensitivity towards exclusion conditions, which are also currently discussed in public. For example, if restrictive exclusions are chosen for the onshore wind analysis the necessary potential for climate neutrality cannot be met. The potential capacities and possible locations are published for all administrative levels in Germany in the freely accessible database (Tool for Renewable Energy Potentials—Database), for example, to be incorporated into energy system models.
Intelligent use of energy is one of the keys to success for an energy revolution. To meet this challenge, smart meters are suitable tools because INTELLIGENT use of energy means not only to use efficiency technology, but also to determine load shifting potentials and use them accordingly. Especially farms with high power consumption are becoming increasingly concerned about reducing energy costs due to rising energy prices and need a systematic analysis of their operational energy flow. To find solutions for farms, the NaRoTec e.V., the TH Köln, and the Machinery Ring Höxter-Warburg have joined forces with partners and launched the project "Intelligent Energy in Agriculture", which is funded by the state of NRW. The aim of the project is to be able to give individual advice recommendations for energy optimization of agricultural holdings. This will be achieved inter alia through an operational energy audit and current measurements in different operating ranges. To achieve this, smart meters were installed in selected energy-intensive dairy and pig farms. As part of the project, the installed smart meter information about the consumption of various plants and their components were analyzed, regularities and adaptability in loading history identified, and the energy efficiency of the equipment and systems used verified (especially pumps, ventilators, feeding systems). Then recommendations were formulated to shift electricity-intensive processes to times with low electricity costs and high intrinsic power production. The resulting findings will be used as the basis for intelligent energy management in the further course of the project. Overall, efficiency streamlining measures in the field of ventilation and lighting systems, flexible dry feeding systems by decoupling power purchase and consumption, as well as energy savings and related CO2 savings were determined.
The annual yield of bifacial photovoltaic systems is highly dependent on the albedo of the underlying soil. There are currently no published data about the albedo of red soil in western Africa. In this study, the impact of the albedo of red soil in Ghana on the energy yield of bifacial photovoltaic systems is analysed. A bifacial photovoltaic simulation model is created by combining the optical view factor matrix with an electrical output simulation. For an exact simulation, the albedo of red soil at three different locations in Ghana is measured for the first time. The average albedo of every red soil is clearly determined, as well as the measurement span including instrumentation uncertainty; values between 0.175 and 0.335 were measured. Considering these data, a state-of-the-art bifacial photovoltaic system with an average of 19.8% efficient modules in northern Ghana can achieve an annual energy yield of 508.8 kWh/m2 and a bifacial gain of up to 18.3% in comparison with monofacial photovoltaic panels. To summarise, red soil in two out of three locations in Ghana shows higher albedo values than most natural ground surfaces and therefore positively impacts the annual yield of bifacial photovoltaic systems.
Wärme‐ und Kältespeicher von Gebäuden beruhen auf verschiedenen Konzepten der Wärmeübertragung. Bei thermischen Hybridspeichern befindet sich das Phasen-wechselmaterial (PCM) makroverkapselt in PCM‐Objekten, die im Speicherbehälter positioniert sind und vom Wärmeträgerfluid umströmt werden. Die experimentellen Untersuchungen widmen sich den Belade‐ und Entladeeigenschaften des in Kugeln makroverkapselten PCM. Es wird gezeigt, dass die spezifische Wärmeübertragungs-leistung eines Hybridspeichers unmittelbar von der Größe der Kugeln als auch von der spezifischen Wärmeleitfähigkeit des PCM abhängt.
The purpose of this article is to analyze the specific success factors of start-ups and to examine their phase dependency. Based on a literature study, 13 start-up-specific success factors from three categories (founders, situational occurrence, strategy) are identified and examined for their influence and phase dependency. For this purpose, 54 employees of successful german start-ups are asked how strongly they assess the influence of the respective success factor and in which phase (pre-foundation, foundation, growth) it has the strongest effect. The results show that the hypotheses derived from the theory are confirmed to a very large extent by the study.
AbstractThe Ganges-Brahmaputra (GB) delta is one of the most disaster-prone areas in the world due to a combination of high population density and exposure to tropical cyclones, floods, salinity intrusion and other hazards. Due to the complexity of natural deltaic processes and human influence on these processes, structural solutions like embankments are inadequate on their own for effective hazard mitigation. This article examines nature-based solutions (NbSs) as a complementary or alternative approach to managing hazards in the GB delta. We investigate the potential of NbS as a complementary and sustainable method for mitigating the impacts of coastal disaster risks, mainly cyclones and flooding. Using the emerging framework of NbS principles, we evaluate three existing approaches: tidal river management, mangrove afforestation, and oyster reef cultivation, all of which are actively being used to help reduce the impacts of coastal hazards. We also identify major challenges (socioeconomic, biophysical, governance and policy) that need to be overcome to allow broader application of the existing approaches by incorporating the NbS principles. In addition to addressing GB delta-specific challenges, our findings provide more widely applicable insights into the challenges of implementing NbS in deltaic environments globally.
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.
Der vorliegende Bericht ist ein ökonomischer Vergleich
verschiedener Varianten der Überschussschlamm
(ÜSS)-Verwertung der Sickerwasseranlage
auf der Deponie des Entsorgungszentrums Leppe
mit dem aktuellen Entsorgungsweg. Als Vergleichsparameter
werden die Jahresvollkosten herangezogen.
Der derzeitige Entsorgungsweg über die kommunale
Kläranlage wird hierbei als Basisvariante
betrachtet und mit alternativen Behandlungs- und
Verwertungsmöglichkeiten verglichen. Hierbei werden
verschiedene Varianten mit unterschiedlichen
Ausführungen der Komponenten Lagerung, Entwässerung,
Trocknung, Transport und Verbrennung
gegenübergestellt.
We consider a risk model in discrete time with dividends and capital injections. The goal is to maximise the value of a dividend strategy. We show that the optimal strategy is of barrier type. That is, all capital above a certain threshold is paid as dividend. A second problem adds tax to the dividends but an injection leads to an exemption from tax. We show that the value function fulfils a Bellman equation. As a special case, we consider the case of premia of size one. In this case we show that the optimal strategy is a two barrier strategy. That is, there is a barrier if a next dividend of size one can be paid without tax and a barrier if the next dividend of size one will be taxed. In both models, we illustrate the findings by de Finetti’s example.
Online-measurement systems for agricultural and industrial AD plants – A review and practice test
(2014)
Online-measurement systems for AD plants in general are crucial to allow for detailed and comprehensive process monitoring and provide a basis for the development and practical application of process optimisation and control strategies.
Nevertheless, the online measurement of key process variables such as Volatile Fatty Acids (VFA) and Total Alkalinity (TA) has proven to be difficult due to extreme process conditions. High Total Solids (TS) concentrations and extraneous material often damage the sensors or have a strong negative impact on measurement quality and long-term behaviour.
Consequently, there is a need for new robust and accurate online-measurement systems.
The purpose of this paper is to give an overview of existing online-measurement systems, to present the current state of research and to show the results of practice tests at an agricultural and industrial AD plant. It becomes obvious that a broad variety of measurement solutions have been developed over the past few years, but that the main problem is the upscaling from lab-scale to practical application at full-scale AD plants. Results from the practice tests show that an online-measurement of pH, ORP, TS is possible.
Die Messung des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) im Zulauf von Kläranlagen ist von zentraler Bedeutung für die Optimierung und Regelung der Abbauprozesse der Nitrifikation und Denitrifikation. Allerdings ist die Messung des CSB bislang sehr zeitaufwändig und kostenintensiv, da 24-Stunden Mischproben im Labor nasschemisch analysiert werden müssen.
Online-Messtechnik in Form von spektroskopischen Messgeräten (10.000 ̶ 20.000 €) oder nass-chemischen Online-Analysatoren (> = 50.000 €) sind insbesondere für kleine und mittlere Kläranlagen aus Kostengründen keine Alternative.
Eine extrem kostengünstige Alternative ist der im Folgenden beschriebene Softsensor für CSB im Kläranlagenzulauf, der auf Basis von Standardmesstechnik im Zulauf von kleinen und mittleren kommunalen Kläranlagen sowie mit zusätzlicher Online-Messtechnik für Trübung sowie Ammonium- und Nitratstickstoff (NH4-N und NO3-N) die aktuelle CSB-Konzentration bestimmt. Zur Entwicklung des Softsensors werden Regressionsmethoden aus dem Bereich des Machine Learning eingesetzt. Die Ergebnisse einer Entwicklungs- und Testphase an der Kläranlage Rospe in Gummersbach zeigen, dass die Werte des Softsensors sehr gut mit den Originaldaten übereinstimmen. Die Korrelationswerte beim Vergleich mit CSB-Messungen liegen bei der Regression mit Support Vector Regression bei 0,98 mit einem RSME von 2,45 mg/l.
Ten female and five male participants (age range 28–50 years) were recruited at esoteric fairs or via esoteric chatrooms. In a guided face-to-face interview, they reported origins and contents of their beliefs in e.g. esoteric practices, supernatural beings, rebirthing, channeling. Transcripts of the tape-recorded reports were subjected to a qualitative analysis. Exhaustive categorization of the narratives’ content revealed that paranormal beliefs were functional with regard to two fundamental motives – striving for mastery and valuing me and mine (striving for a positive evaluation of the self). Moreover, paranormal beliefs paved the way for goal-setting and leading a meaningful life but, on the negative side, could also result in social exclusion. Results are discussed with reference to the adaptive value of paranormal beliefs.
Basierend auf einer systematischen Literaturrecherche werden in dieser Arbeit Empfehlungen zur Reaktion auf den Ausfall der Wasserversorgung in deutschen Pflegeheimen erstellt. In Experteninterviews werden diese Empfehlungen von Expert*innen aus dem Pflegeheimbereich auf deren Umsetzbarkeit hin bewertet. Basierend auf den Expertenrückmeldungen wird ein Leitfaden zur Vorplanung und Reaktion auf einen Ausfall der Wasserversorgung in Pflegeheimen erstellt. Aus Verbrauchsdaten von Pflegeheimen wird der Normalverbrauch an Wasser ermittelt und mit Literaturdaten verglichen. Dabei zeigen sich starke Unterschiede zwischen den Werten. Bei Annahme des höchsten Wertes von 180 Litern/Person und Tag werden ca. 130 % des deutschen Durchschnittsverbrauches
benötigt. Bei Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen im Ereignisfall sinkt der Verbrauch je Pflegeheimbewohner*in auf 58 bzw. 70 Liter/Tag ab. Das liegt 5 Liter unterhalb der von der Ersten Wassersicherstellungsverordnung vorgesehenen Menge für den Verteidigungsfall. Neben Maßnahmen zur Verbrauchsreduktion werden auch Lösungen zur leitungsungebundenen Verteilung des Wassers in der Einrichtung erarbeitet. Eine Erprobung der vorgeschlagenen Maßnahmen könnte deren Umsetzbarkeit abschließend bewerten und auch die Abschätzung der Verbrauchsmenge bestätigen oder widerlegen.
In this paper a closed-loop substrate feed control for agricultural biogas plants is proposed. In this case, multi-objective nonlinear model predictive control is used to control composition and amount of substrate feed to optimise the economic feasibility of a biogas plant whilst assuring process stability. The control algorithm relies on a detailed biogas plant simulation model using the Anaerobic
Digestion Model No. 1. The optimal control problem is solved using the state-of-the-art multi-objective optimization method SMS-EGO. Control performance is evaluated by means of a set point tracking problem in a noisy environment.
Results show, that the proposed control scheme is able to keep the produced electrical energy close to a set point with an RMSE of 0.9 %, thus maintaining optimal biogas plant operation.
Located in the Urubamba mountain range, the Chicón glacier is the third highest tropical glacier of this area and the source of water for the Chicón watershed. Moreover, from this watershed four communities obtain water for human consumption and agriculture, which is their main economic activity. In the last years glacier retreat is evident in the area and threatens the livelihoods of the people because it affects the availability of fresh water.
The general objective of this research is to analyse the perception of people living in this watershed to climate change, disaster risk, and ecosystem-based solutions. The specific objectives are to identify natural hazards and climate change effects in the community, to recognise potential ecosystem services suitable for Ecosystem-based Adaptation (EbA) and Ecosystem-based Disaster Risk Reduction (Eco-DRR), and to assess to which climate change effects and disasters the communities are vulnerable based on their own perception. The methodological steps are based on literature review, expert interviews, questionnaires to the community, a workshop and field observations.
The results show that people perceive changes in the climate such as increase in temperature, less precipitation and shifts of the rainy and the dry season. The climate-related disasters that were identified are Glacier Lake Outburst Flood (GLOF), droughts, frosts and hailstorms. However, GLOFs are not frequent in the area and drought is the hazard that people consider will be more frequent. Additionally, pests were identified as biological hazards. Several ecosystems services can be obtained for EbA and Eco-DRR from forests, especially if native trees such as Qiwiña (Polylepis spp.), Chachacoma (Escallonia resinosa) and Aliso (Alnus jorullensis) are used in ecosystem management. Finally, the hypothesis was partially accepted since people in the study area are to some extent aware of climate change impacts, but only partially understand causes and effects. Further, they recognize most of the ecosystem services that forests provide. Therefore they are starting to implement ecosystem-based solutions in the watershed with the support of external institutions.
Messverfahren zur Erfassung der potenziellen Ökotoxizität in anaeroben und aeroben Abbauprozessen
(2014)
In der vorliegenden Ausarbeitung werden die etablierten Verfahren zur Bestimmung der Ökotoxizität erläutert, mit dem Ziel weitere Bioaktivitätsparameter zur Charakterisierung der biologischen Prozesse bei der Forschungsgemeinschaft :metabolon zu integrieren.
Die Erfassung der Toxizität beruht bei den vorgestellten Methoden auf der Messung der Lumineszenz, der Sauerstoffverbrauchsrate oder der Zellzahl. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Schadstoffe sowie der biologischen Betriebsbedingungen der Behandlungsstufen ist die Auswahl der bestmöglichen Methode erforderlich.
Zusammenfassung
Ansatz der vorliegenden Arbeit ist es, mit Blick auf den in einer großen Variationsbreite existierenden Brauprozess in Brauereien mit unterschiedlichster jährlicher Produktionsmenge und technologischem Stand, die wesentlichen charakteristischen Teilprozessschritte hinsichtlich Ihrer Bedarfe an den thermischen Energieformen Wärme und Kälte, unter Berücksichtigung der jeweils in den Teilprozessen herrschenden Temperaturniveaus, darzustellen. Dies ist in Kapitel 2 sowohl für die in Trocknungsprozessen vorbehandelten feststofflichen Braukomponente Gerstenmalz und Hopfen, sowie für die mit dem Beginn der Erwärmung von frischem Brauwasser startenden Prozesse des Einmaischens, Läuterns, Kochens, Gärens bis hin zur Reifung des Jungbieres, erfolgt. Zunächst wurde das jeweilige Temperaturniveau der einzelnen Phasen des Brauvorgangs, trotz seiner unterschiedlichen verfahrenstechnischen Realisierung, abgesteckt. In Kapitel 5 wird der rein für den Prozess notwendige Wärme- und Kältebedarf, auf der Basis der wesentlichen Zustandsänderungen des entstehenden Produktes, bestimmt. Dabei liegt bei jedem Prozessschritt entweder ein Wärme- oder ein Kältebedarf vor. Die Teilprozesse bilden eine zeitliche Abfolge innerhalb des Brauprozesses, welche die Vorstufen des Bieres nacheinander durchläuft. Die in den Kapiteln 3 zum Thema Kälte und in Kapitel 4 zum Thema Wärme dargestellten Grundlagen, liefern die Grundlagen für das Verständnis, des Verhaltens eines Systems im Umfeld von thermischer Energie und bilden die thermodynamischen Kenntnisse, die für die Beurteilung des Transportes, der Erzeugung und der Speicherung von Wärme und Kälte ergeben. Die Wärme und Kältebedarfe in ihrer zeitlichen Abfolge ermöglichen uns unabhängig von gängigen technischen Realisierungen in der Praxis noch einmal in Kapitel 6 die Frage zu stellen, in wie weit zunächst für jeden einzelnen Teilprozess Energieeffizienzverbesserungen durch Eingriff in den Prozess möglich sind. Die Frage der Heranführung der Wärme bei Wärmebedarf des Produktes an das Produkt hat in der Entwicklung der Brauereitechnologie sehr verschiedenen konstruktiven Ausführungen der Maischgefäße und der Gefäße für die Würzebehandlung geführt. An dieser Stelle ist der Einfluss von Veränderungen, welche den Transport von Wärme verbessern könnten, auch auf das Produkt zu hinterfragen. Die modernen Ausführungen der Maisch- und Würzepfannen sind auf ein produktschonendes Verfahren ausgelegt. Änderungen im Anlagenpark erfordern von jeder Brauerei einen langerprobten Umgang, um trotz der Veränderungen an diesen Prozesshilfsmitteln, dennoch die geschmackliche Qualität des Bieres nicht unerwünscht zu beeinflussen. Die Rückführung der Verdampfungswärme beim Kochen und teilweise Verdampfen der Würze in der Pfanne, in den Prozess, unter Beibehaltung des höchstmöglichen Temperaturniveaus dieser Wärme, ist ein Beispiel aus Kapitel 6 für die Effizienzsteigerung des Teilprozesses. Stärker in den produktbeeinflussenden Teilprozess des Maischens greift die Wahl zwischen den zwei etablierten Wärmezufuhrverfahren, dem traditionellen Dekoktionsverfahren und dem in letzter Zeit deutlich überwiegenden Infusionsverfahren. Hier liegt mit der Wahl des letzteren Verfahrens, innerhalb des Teilprozesses Maischen ein Effizienzsteigerungspotential in der Praxis.
Die teilprozessübergreifende Kopplung der einzelnen Verfahrensschritte erlaubt den Transport von Wärme und Kälte, zwischen diesen Teilprozessen, unter Berücksichtigung der zeitlichen Versetzung der einzelnen Teilprozesse. Damit lassen sich Wärme- und Kältebedarfe untereinander bedienen, wenn eine Speichervorrichtung für Wärme auf den jeweiligen Temperaturniveaus vorhanden ist. Das Temperaturniveau der thermischen Energien ist, wie bereits in der Theorie in den Kapitel 3 und 4 gesehen, wo großer Bedeutung. Denn es geht bei der Steigerung der Energieeffizienz des Gesamtprozesses um die Erhaltung des Potentials der Wärme und Kälte trotz naturbedingter Einbußen, welche die Übertragung der Wärme aufgrund eines notwendigen Temperaturgefälles mit sich bringt. Die Kopplung der Teilprozesse entlang des Brauprozesses führt nach der Analyse in Kapitel 6 dazu, dass Energiezufuhr von außen am heißesten Ort entlang der Prozesskette erforderlich ist, da an dieser Stelle des Würzekochens und Verdampfens innerhalb des Gesamtprozesses keine Wärme auf diesem Temperaturniveau „ausgeliehen“ werden kann. Als Resultat erhält man, das eine Dampferzeugung zur Wärmebereitstellung mit einer Temperatur oberhalb der Siedetemperatur von 100°C erforderlich ist, sowie Kältebereitstellung für die kühlen Prozessschritte Gären und Reifen, bei denen die Aufrechterhaltung einer Temperatur bei knapp 0°C gegenüber der wärmeren Umgebung über eine längere Zeitdauer erforderlich ist.
Hiermit kommt man zu der zweiten Fragestellung aus der Einleitung, welche Szenarien der Bereitstellung der Energie, ggf. in Form einer Selbstversorgung der Brauerei sinnvoll ist.
Energetisch ist die Erzeugung von Wärme auf einem vergleichsweise moderaten Temperaturniveau von benötigten 120 bis 140°C durch die Verbrennung des Primärenergieträgers Erdgas im Dampferzeuger nicht optimal. Es bietet sich an, das Gas bei der Verbrennung einen guten Teil seiner Exergie in Reinform zur Verfügung stellen zu können, in dem es z.B. in einem Gasmotor mechanische Arbeit leisten darf, die über einen Generator zu elektrischem Strom veredelt wird, und die Wärmebedarfe in der Brauerei aus dem Abgas und dem Kühlwasser des Motors gedeckt werden. Diese Form des gasbetriebenen Blockheizkraftwerkes (BHKW) ist in der Industrie seit einiger Zeit weit verbreitet. Der Strom deckt Bedarfe durch Elektromotorenantriebe, Kälteerzeugung mit Kompressions-Kältemaschinen, Lüftungsventilatoren, Pumpen und Beleuchtung. Überschüssiger Strom kann ggf. an den Stromversorger verkauft werden.
Der Wärmebedarf für den Brauprozess, sowie für die Wärme im Flaschen- und Fassreinigungsprozess, sowie zur Pasteurisierung des Bier (bei Rückgewinnung eines Teils der Wärme auf leicht niedrigerem Temperaturniveau) wird durch eine Wärmebedarfsauslegung des BHKW weitestgehend gedeckt. In der Ausführung des BHKW sollte berücksichtigt sein, dass die Wärme in ausreichender Menge bei höherer Temperatur durch optimale Nutzung des heißen Abgases entnommen wird, um auf jeden Fall den Dampfbedarf in der Würzepfanne zu decken.
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
In this study the link between renewable energies and employment in Senegal is analyzed.
The Sustainable Livelihood Approach is used to understand the investigated situation in a holistic view. To successfully implement renewable energies in Senegal and to have a significant impact on the employment market, the governmental framework and the technical education has to improve, to match the needs of the labor market.
Rural communities do not have all the assets to lift themselves out of poverty and disadvantages by the usage of renewable energy. Solar irrigation, off-grid systems and solar devices impact the level of education and the labor force in rural areas in Senegal.
Moreover, access to a reliable energy source improves people’s livelihood in terms
of health, education, income and employment.
The resulting employment effect of adding 20 MW with the solar power plant Senergy 2 can be estimated with 28.686 created jobs (0,54 % of total employment).
Upcoming power projects offer employment opportunities for graduates of the master study renewable energies. Furthermore, the demand of specialized engineers and
technicians in the distribution and project planning sector will rise.
The rising worldwide energy demand leads to the depletion of fossil fuels reserves and at the same time, it increases the environmental impact caused by emissions of greenhouse gases (GHG).
Utilization of fossil fuels causes not only climate change impacts such as global warming, but also many other environmental problems such as water and soil contamination that pose potential risks to human and animal health.
Furthermore, increasing population growth leads to increased food demand and consumption. This upward trend creates competition between food and bioenergy markets. Hence, the so‐called “food or fuel” discussion is back.
Challenges to counteract deciding between food and fuel that focus on the need to produce sustainable energy, while protecting environment, are the keys to replacing fossil fuels and lowering their greenhouse gas emissions. For this purpose, a completely new strategy with a proper sustainable system to supplying world’s energy demand must be found.
Der anthropogene Klimawandel hat neben anhaltenden Dürren und verstärkt auftretenden Extremwetterereignissen auch die Ansiedlung neuer Arten in Deutschland zur Folge. Da die
Landwirtschaft eine kritische Infrastruktur darstellt, ist es notwendig, die potentielle Verbreitung neuer Schädlinge zu untersuchen, um potentielle Gefahren für die Landwirtschaft frühzeitig zu identifizieren. Nur so können rechtzeitig Handlungsbedarfe erkannt sowie Konzepte und Maßnahmen zum Schutz der kritischen Infrastruktur Landwirtschaft entwickelt werden. Es wird daher untersucht, ob Feldheuschrecken im Zuge des Klimawandels eine Gefahr für die deutsche Landwirtschaft darstellen können. Die Arbeit ist somit insbesondere für Akteure aus dem landwirtschaftlichen Sektor und dem Bevölkerungsschutz von Interesse. Betrachtet werden sechs Szenarien, die sich aus der der Kombination der drei Repräsentativen Konzentrationspfaden RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 sowie den beiden Betrachtungszeiträumen 2021 – 2050 und 2071 – 2100 ergeben. Die entsprechenden Klimadaten werden aus dem Projekt Euro-CORDEX bezogen. Mit der Software CLIMEX wird die mögliche Verbreitung von Calliptamus italicus, Dociostaurus maroccanus und Locusta migratoria für 20 Standorte in Deutschland in den sechs Szenarien modelliert. Mit QGIS wird die betroffene Landwirtschaftsfläche auf Basis der CORINE Landnutzungsdaten ermittelt. Darüber hinaus werden im Juni und Juli 2021 vier Interviews mit Expert:innen der Bereiche Klimawandel/-anpassung, Orthopterologie/Entomologie und Landwirtschaft durchgeführt. Die Untersuchung zeigt, dass C. italicus sich in Deutschland stark verbreiten wird, D. maroccanus und L. migratoria sind nur geringfügig vertreten. Heuschreckenschwärme können potentiell pflanzliche Erzeugnisse auf etwa 10 – 25 % der landwirtschaftlichen Fläche bedrohen, ihr Auftreten ist allerdings unwahrscheinlich. Es ist daher von einem geringen Gefahrenpotential von Feldheuschrecken für die deutsche Landwirtschaft auszugehen. Die Modellierung ist auf klimatische Bedingungen begrenzt. Die berechneten Flächen sind mit Abweichungen behaftet, deren Ursprung ungeklärt ist. Trotz dieser Einschränkungen ist die Arbeit wegweisend für zukünftige Forschung und die Entwicklung von Handlungsstrategien. So wird die Entwicklung von Konzepten zur Prävention und Intervention für den Fall einer Heu- schreckeninvasion empfohlen. Ein aktives Biomonitoring größerer, nicht bewirtschafteter Flächen ist essenziell, um mögliche Massenvermehrungen frühzeitig festzustellen. Zusätzlich sollten Schwarmbildungen im Ausland und mögliche Migrationsrouten nach Deutschland untersucht werden.
Schlüsselbegriffe: Landwirtschaftliche Gefahr, Schädling, Klimawandel, Klimawirkung, Heuschrecken, CLIMEX, Species Distribution Model, Expert:inneninterview
Die Reihe „Basiswissen zur Nachhaltigkeit“ versucht zu verschiedenen Themen der Nachhaltigkeit, z.B. Klimawandel, Abfallproblematik, soziale Gerechtigkeit, grundlegende Fakten zusammenzustellen. Zielsetzung ist es ein Grundwissen bereitzustellen, das zum einen als Ausgangspunkt für vertiefende Analysen dient und zudem eine faktenbasierte Grundlage für die eigene Meinungsbildung sein kann. Der vorliegende Aufsatz behandelt die Messung, Ursachen und Folgen des Klimawandels sowie die nationalen und internationalen Strategien und Instrumente zur Lösung der Klimaproblematik. Zunächst werden die grundlegenden Informationen zu den Begriffen Klima, Klimawandel und Klimasysteme dargestellt. Dabei wird insbesondere die Messung und Bewertung von langfristigen Temperaturveränderungen kritisch beleuchtet. Nach einem Überblick über die natürlichen und menschengemachten Ursachen des Klimawandels werden die weltweiten Temperaturziele und daraus abgeleiteten CO2-Restbudgets dargestellt und hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit analysiert. Der letzte Teil behandelt die Strategien und Instrumente zur Bewältigung des Klimawandels weltweit und in Deutschland.
The demand for explainable and transparent models increases with the continued success of reinforcement learning. In this article, we explore the potential of generating shallow decision trees (DTs) as simple and transparent surrogate models for opaque deep reinforcement learning (DRL) agents. We investigate three algorithms for generating training data for axis-parallel and oblique DTs with the help of DRL agents (“oracles”) and evaluate these methods on classic control problems from OpenAI Gym. The results show that one of our newly developed algorithms, the iterative training, outperforms traditional sampling algorithms, resulting in well-performing DTs that often even surpass the oracle from which they were trained. Even higher dimensional problems can be solved with surprisingly shallow DTs. We discuss the advantages and disadvantages of different sampling methods and insights into the decision-making process made possible by the transparent nature of DTs. Our work contributes to the development of not only powerful but also explainable RL agents and highlights the potential of DTs as a simple and effective alternative to complex DRL models.
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
When it comes to web applications and their dynamic content, one seemingly common trouble area is that of layouts. Frequently, web designers resort to frameworks or JavaScript-based solutions to achieve various layouts where the capabilities of Cascading Style Sheets (CSS) fall short. Although the World Wide Web Consortium (W3C) is attempting to address the demand for more robust and concise layout solutions to handle dynamic content with the recent and upcoming specifications, a generic approach to creating layouts using constraint syntax has been proposed and implementations have been created. Yet, the introduction of constraint syntax would change the CSS paradigm in a fundamental way, demanding further analysis to determine the viability of its inclusion in core web standards. This thesis focuses on one particular aspect of the introduction of constraint syntax: how intuitive constraint syntax will be for designers. To this end, an experiment is performed involving participants thinking aloud while reading code snippets. Also, cursor movements are recorded as a proxy for eye movement over the code snippets. The results indicate that, upon first-impression, constraint syntax within CSS is not intuitive for designers.
Intelligent use of energy is one of the keys to success for an energy revolution. To meet this challenge, smart meters are suitable tools because INTELLIGENT use of energy means not only to use efficiency technology, but also to determine load shifting potentials and use them accordingly. Especially farms with high power consumption are becoming increasingly concerned about reducing energy costs due to rising energy prices and need a systematic analysis of their operational energy flow. To find solutions for farms, the NaRoTec e.V., the TH Köln, and the Machinery Ring Höxter-Warburg have joined forces with partners and launched the project "Intelligent Energy in Agriculture", which is funded by the state of NRW in Germany. The aim of the project is to be able to give individual advice recommendations for energy optimization of agricultural holdings. This will be achieved inter alia through an operational energy audit and current measurements in different operating ranges. To achieve this, smart meters were installed in selected energy-intensive dairy and pig farms.
As part of the project, the installed smart meter information of one of the dairy Farms is used to optimize the energy consumption of the farm and increase the degree of self-sufficiency. A good way to achieve this is by taking a closer look at the cooling process of the produced milk since it is one of the most energy consuming processes on a dairy farm. In addition an installation of an ice cooling system instead of a direct cooling system enables the possibility to store self-produced energy in the form of ice and use it later on when it is needed to cool the milk. This flattens the usual energy peaks throughout the day and increases the degree of self-sufficiency. To ensure a sufficient amount of self-produced energy with solar power plants of various sizes were designed. The different sizes of the power plants are defined by the use of the gathered smart meter data is used to cover different electric loads in addition to the ice water cooling system. Afterwards the different simulated models are compared to find the best balance between energy production, investment cost and a high degree of self-sufficiency. First results show that using an ice cooling system in combination with a solar power plant improvement the degree of self-sufficiency by up to 7.8 %.
Für einen aktiven Gewässerschutz ist es sinnvoll,
Immissionen aus Kläranlagen und Kanalsystemen
in einem Gesamtkonzept zu betrachten und somit
das Abwasserabflusssystem ganzheitlich zu bewirtschaften.
Schließlich belasten diese Einleitungen
die Gewässer sowohl in hydraulischer wie auch in
stofflicher Hinsicht.
Die gewonnenen Erfahrungen aus fünfjähriger Forschungsarbeit
stellen die Grundlage für einen erfolgreichen
Technologietransfer auf weitere Kanal und
Kläranlagen-Systeme dar. Dies ist ein wesentliches
Ziel des wissenschaftlichen Netzwerkes, das
im Rahmen von :metabolon aufgebaut wird.
Jordan is deemed as one of the least water-endowed regions in the world. The acute water shortage, accompanied with changing climatic conditions have necessitated the increasing use of treated wastewater (TWW), predominantly in irrigated agriculture sector. This is especially true with the upper Zarqa River. The ample supply of TWW resources can be found there; paradoxically, the practical implementation of TWW reuse is hindered by the enforcement of irrigation water quality standard, compounding pressure on the dwindling groundwater resources. In light of the large potential source of TWW, this study aims to supply knowledge on maximizing the safe reuse of TWW while minimizing the environmental impacts within the local environment of the upper Zarqa River. A SWOT analysis was conducted to identify the strengths, weaknesses, opportunities, and threats of TWW reuse for agriculture in the local context. In recognition of the projected growth in the treated effluent to more than 135 MCM in the coming ten years, and how it would affect the water use on the study region, several plausible development scenarios were proposed based on expected developments on the ground. Considering the vital role of TWW in sustaining multiple ecosystem services, this study addresses the need to review current standard, encourages managed aquifer recharge with TWW, recommends crops type modification, and enhances knowledge on suitable practices at farm level. Each of these factors is needed in order to deliver a range of ecosystem services to sustain the local rural communities and to advance them in the face of profound challenges, thereby leading to its stability and increased productivity.