Aktualisiert: 2023-07-01
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Solarturmreceiver für überkritische Dampfprozesse und ihre technische und ökonomische Bewertung
Genre: Technik: Wärmetechnik, Energietechnik, Kraftwerktechnik
Solarturmreceiver für überkritische Dampfprozesse und ihre technische und ökonomische Bewertung
Solarturmreceiver für überkritische Dampfprozesse und ihre technische und ökonomische Bewertung
Technik Erneuerbarer Energien
Erneuerbare Energien - der Schlüssel zur Energiewirtschaft der Zukunft
Dieses Buch setzt sich mit den verschiedenen Formen der Nutzung erneuerbarer Energiequellen auseinander: Solarthermie, Photovoltaik, Biomasse, Windenergie, Geothermie.
Dabei werden auch Themen wie biogene Festbrennstoffe, Treibstoffe auf Pflanzenölbasis sowie Energie aus Abfall behandelt. Ziel dieses Buches ist es, neben Grundlagenwissen über die behandelten Energieformen und Technologien sowie deren wirtschaftliche und ökologische Aspekte aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung zu vermitteln.
Das Buch wendet sich in erster Linie an Studierende in den Studiengängen Technologie/ Technik Erneuerbarer Energien, Umweltingenieurwesen und verwandten Studiengängen sowie an einschlägig interessierte Studierende
der Studiengänge Maschinenbau, Elektrotechnik und Energiewirtschaft.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Technik Erneuerbarer Energien
Erneuerbare Energien - der Schlüssel zur Energiewirtschaft der Zukunft
Dieses Buch setzt sich mit den verschiedenen Formen der Nutzung erneuerbarer Energiequellen auseinander: Solarthermie, Photovoltaik, Biomasse, Windenergie, Geothermie.
Dabei werden auch Themen wie biogene Festbrennstoffe, Treibstoffe auf Pflanzenölbasis sowie Energie aus Abfall behandelt. Ziel dieses Buches ist es, neben Grundlagenwissen über die behandelten Energieformen und Technologien sowie deren wirtschaftliche und ökologische Aspekte aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung zu vermitteln.
Das Buch wendet sich in erster Linie an Studierende in den Studiengängen Technologie/ Technik Erneuerbarer Energien, Umweltingenieurwesen und verwandten Studiengängen sowie an einschlägig interessierte Studierende
der Studiengänge Maschinenbau, Elektrotechnik und Energiewirtschaft.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Zerstörungsfreie Messung des Vernetzungsgrades in Energiekabelisoliersystemen
Für die Isolierschicht moderner Mittel- und Hochspannungskabel werden vernetzte Polymere eingesetzt, um die zulässige Betriebstemperatur und somit die Übertragungsleistung des Kabels zu maximieren. Den mit Abstand größten Marktanteil nimmt hierbei vernetztes Polyethylen (XLPE) ein. Die messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses kann heutzutage jedoch nur stichprobenartig zu Beginn und Ende der Produktion mittels eines Hot-Set-Tests er-folgen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein kontinuierliches Messverfahren entwickelt, das Prozessfehler frühzeitig detektiert und ein Werkzeug zur Prozessoptimierung bereitstellt. Durch eine kontinuierliche Prozessüberwachung kann Ausschuss reduziert und die Gesamtanlageneffektivität gesteigert werden.
Da die Vernetzung eines Polymers die mechanischen Materialparameter ändert, ist eine Messbarkeit des Vernetzungsgrades mittels Ultraschall zu erwarten. Die detaillierte Abhängigkeit der akustischen Messgrößen vom Vernetzungsgrad ist für XLPE und Leitschichtmaterialien nicht bekannt. Daher wird zu Beginn eine umfangreiche Parameterstudie an Laborprüfkörpern durchgeführt, wobei Vernetzungsgrad, Materialtemperatur, Wandstärken und Prüffrequenzen variiert wer-den. Die Auswertung zeigt, dass alle akustischen Materialparameter eine unter Laborbedingungen messbare Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad für XLPE auf-weisen. Zur Differenzierung zwischen verschiedenen Vernetzungsgraden anhand eines Einzelparameters ist die Schallgeschwindigkeit am besten geeignet. Das Leitschichtmaterial hingegen zeigt keine Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad.
Aufgrund der geringen Änderung einzelner Messgrößen mit dem Vernetzungsgrad werden Methoden der multivariaten Klassifikation und des maschinellen Lernens angewandt, um die gesamte Signalinformation des Ultraschallsignals auszunutzen. Es erfolgt ein Vergleich verschiedener Klassifikationsmodelle mit dem Ergebnis einer sehr hohen Klassifikationsgenauigkeit zur Bestimmung des Vernetzungsgrades. Eine nachfolgende Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die meis-ten Modelle sehr empfindlich auf Fehler in den Eingangsdaten reagieren. Ein Mo-dell basierend auf der Subspace k-Nächsten-Nachbar Methode weist jedoch eine hohe Robustheit gegenüber Variationen der Eingangsdaten auf und ist prinzipiell für eine quantitatives Monitoringsystem im industriellen Umfeld geeignet. Es bietet außerdem den großen Vorteil unabhängig von der Kenntnis der Materialtemperatur eine Klassifikation des Vernetzungsgrades zu ermöglichen. Zusätzlich wird ein univariates Verfahren für die qualitative Überwachung des Vernetzungsprozesses von Energiekabelisoliersystemen anhand der Schallgeschwindigkeit vorgestellt. Beide Verfahren werden im Labor durch Messungen an einer Modellkabelader validiert. Mit Hilfe statistischer Auswertungen wird erstmalig eine kontinuierliche, messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses inklusive Handlungsempfehlungen für den Linienführer ermöglicht.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Zerstörungsfreie Messung des Vernetzungsgrades in Energiekabelisoliersystemen
Für die Isolierschicht moderner Mittel- und Hochspannungskabel werden vernetzte Polymere eingesetzt, um die zulässige Betriebstemperatur und somit die Übertragungsleistung des Kabels zu maximieren. Den mit Abstand größten Marktanteil nimmt hierbei vernetztes Polyethylen (XLPE) ein. Die messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses kann heutzutage jedoch nur stichprobenartig zu Beginn und Ende der Produktion mittels eines Hot-Set-Tests er-folgen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein kontinuierliches Messverfahren entwickelt, das Prozessfehler frühzeitig detektiert und ein Werkzeug zur Prozessoptimierung bereitstellt. Durch eine kontinuierliche Prozessüberwachung kann Ausschuss reduziert und die Gesamtanlageneffektivität gesteigert werden.
Da die Vernetzung eines Polymers die mechanischen Materialparameter ändert, ist eine Messbarkeit des Vernetzungsgrades mittels Ultraschall zu erwarten. Die detaillierte Abhängigkeit der akustischen Messgrößen vom Vernetzungsgrad ist für XLPE und Leitschichtmaterialien nicht bekannt. Daher wird zu Beginn eine umfangreiche Parameterstudie an Laborprüfkörpern durchgeführt, wobei Vernetzungsgrad, Materialtemperatur, Wandstärken und Prüffrequenzen variiert wer-den. Die Auswertung zeigt, dass alle akustischen Materialparameter eine unter Laborbedingungen messbare Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad für XLPE auf-weisen. Zur Differenzierung zwischen verschiedenen Vernetzungsgraden anhand eines Einzelparameters ist die Schallgeschwindigkeit am besten geeignet. Das Leitschichtmaterial hingegen zeigt keine Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad.
Aufgrund der geringen Änderung einzelner Messgrößen mit dem Vernetzungsgrad werden Methoden der multivariaten Klassifikation und des maschinellen Lernens angewandt, um die gesamte Signalinformation des Ultraschallsignals auszunutzen. Es erfolgt ein Vergleich verschiedener Klassifikationsmodelle mit dem Ergebnis einer sehr hohen Klassifikationsgenauigkeit zur Bestimmung des Vernetzungsgrades. Eine nachfolgende Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die meis-ten Modelle sehr empfindlich auf Fehler in den Eingangsdaten reagieren. Ein Mo-dell basierend auf der Subspace k-Nächsten-Nachbar Methode weist jedoch eine hohe Robustheit gegenüber Variationen der Eingangsdaten auf und ist prinzipiell für eine quantitatives Monitoringsystem im industriellen Umfeld geeignet. Es bietet außerdem den großen Vorteil unabhängig von der Kenntnis der Materialtemperatur eine Klassifikation des Vernetzungsgrades zu ermöglichen. Zusätzlich wird ein univariates Verfahren für die qualitative Überwachung des Vernetzungsprozesses von Energiekabelisoliersystemen anhand der Schallgeschwindigkeit vorgestellt. Beide Verfahren werden im Labor durch Messungen an einer Modellkabelader validiert. Mit Hilfe statistischer Auswertungen wird erstmalig eine kontinuierliche, messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses inklusive Handlungsempfehlungen für den Linienführer ermöglicht.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Zerstörungsfreie Messung des Vernetzungsgrades in Energiekabelisoliersystemen
Für die Isolierschicht moderner Mittel- und Hochspannungskabel werden vernetzte Polymere eingesetzt, um die zulässige Betriebstemperatur und somit die Übertragungsleistung des Kabels zu maximieren. Den mit Abstand größten Marktanteil nimmt hierbei vernetztes Polyethylen (XLPE) ein. Die messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses kann heutzutage jedoch nur stichprobenartig zu Beginn und Ende der Produktion mittels eines Hot-Set-Tests er-folgen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein kontinuierliches Messverfahren entwickelt, das Prozessfehler frühzeitig detektiert und ein Werkzeug zur Prozessoptimierung bereitstellt. Durch eine kontinuierliche Prozessüberwachung kann Ausschuss reduziert und die Gesamtanlageneffektivität gesteigert werden.
Da die Vernetzung eines Polymers die mechanischen Materialparameter ändert, ist eine Messbarkeit des Vernetzungsgrades mittels Ultraschall zu erwarten. Die detaillierte Abhängigkeit der akustischen Messgrößen vom Vernetzungsgrad ist für XLPE und Leitschichtmaterialien nicht bekannt. Daher wird zu Beginn eine umfangreiche Parameterstudie an Laborprüfkörpern durchgeführt, wobei Vernetzungsgrad, Materialtemperatur, Wandstärken und Prüffrequenzen variiert wer-den. Die Auswertung zeigt, dass alle akustischen Materialparameter eine unter Laborbedingungen messbare Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad für XLPE auf-weisen. Zur Differenzierung zwischen verschiedenen Vernetzungsgraden anhand eines Einzelparameters ist die Schallgeschwindigkeit am besten geeignet. Das Leitschichtmaterial hingegen zeigt keine Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad.
Aufgrund der geringen Änderung einzelner Messgrößen mit dem Vernetzungsgrad werden Methoden der multivariaten Klassifikation und des maschinellen Lernens angewandt, um die gesamte Signalinformation des Ultraschallsignals auszunutzen. Es erfolgt ein Vergleich verschiedener Klassifikationsmodelle mit dem Ergebnis einer sehr hohen Klassifikationsgenauigkeit zur Bestimmung des Vernetzungsgrades. Eine nachfolgende Sensitivitätsanalyse zeigt, dass die meis-ten Modelle sehr empfindlich auf Fehler in den Eingangsdaten reagieren. Ein Mo-dell basierend auf der Subspace k-Nächsten-Nachbar Methode weist jedoch eine hohe Robustheit gegenüber Variationen der Eingangsdaten auf und ist prinzipiell für eine quantitatives Monitoringsystem im industriellen Umfeld geeignet. Es bietet außerdem den großen Vorteil unabhängig von der Kenntnis der Materialtemperatur eine Klassifikation des Vernetzungsgrades zu ermöglichen. Zusätzlich wird ein univariates Verfahren für die qualitative Überwachung des Vernetzungsprozesses von Energiekabelisoliersystemen anhand der Schallgeschwindigkeit vorgestellt. Beide Verfahren werden im Labor durch Messungen an einer Modellkabelader validiert. Mit Hilfe statistischer Auswertungen wird erstmalig eine kontinuierliche, messtechnische Überwachung des Vernetzungsprozesses inklusive Handlungsempfehlungen für den Linienführer ermöglicht.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Verfahren zur Abbildung spannungsgeführter Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssysteme in Netzplanungsprozessen
Europäische und nationale klimapolitische Ziele bedingen die Umstellung der Stromerzeugung von größeren, lastnahen Kraftwerksblöcken auf Basis fossiler Brennstoffe zu mitunter lastfernen Energiewandlungseinheiten auf Basis erneuerbarer
Energien. Zudem forciert die Europäische Union (EU) einen diskriminierungsfreien Stromhandel mit EU-weit unbeschränkten Handelskapazitäten. Folglich steigt der Transportbedarf im europäischen Verbundnetz hinsichtlich Höhe und Entfernung bei gleichbleibender Anforderung an die Versorgungssicherheit. Mit der spannungsgeführten Hochspannungsgleichstromübertragung (VSC-HGÜ) steht eine Technologie zur Verfügung, mit dessen Einsatz sowohl zusätzliche Übertragungskapazitäten geschaffen als auch die Systemstabilität im europäischen Verbundnetz über ein systemdienliches Verhalten positiv beeinflusst werden kann. Im Rahmen der Netzausbauplanungen des Verbundsystems wird die VSC-HGÜ nur dann regelmäßig als Maßnahme herangezogen, wenn der ACLeitungsausbau die Transportaufgabe nicht angemessen lösen kann. Die Möglichkeiten der Einflussnahme auf die verschiedenen Aspekte der Systemstabilität
spielen dann eine untergeordnete Rolle. Dies ist mit der unzureichenden Abbildung der VSC-HGÜ in den bestehenden Netzplanungsprozessen zu begründen. Gegenstand der vorliegenden Dissertationsarbeit ist ein Verfahren zur Abbildung
des systemdienlichen Verhaltens von VSC-HGÜ-Systemen innerhalb der Netzausbauplanung. Dazu werden herstellerübergreifend die inhärenten Technologiepotenziale mit Regelstrukturen kombiniert und für den konkreten Einsatz spezifiziert. Die Spezifizierung der Umrichter und des DC-Übertragungssystems erfolgt auf Basis einer vorangehenden Charakterisierung der vorausgewählten, ACseitigen Netzanschlusspunkte. Auf dieser Grundlage können die Umrichter, abhängig von den Anforderungen an das systemdienliche Verhalten, mit passenden Regelstrukturen ausgestattet und im Systemkontext parametriert werden. Die Parametrierung erfolgt automatisiert unter Einsatz einer optimalen Ausgangsrückführung. Das Ergebnis ist ein Effektivwert-Modell, welches sich in Analysen zur Systemstabilität einsetzen lässt. Durch die Kombination einzelner Verfahrensbausteine ist das Verfahren auf bereits projektierte und realisierte VSC-HGÜ-Systeme ebenso anwendbar wie initiale Projektideen. Die Validierung des Verfahrens erfolgt anhand einer Anwendung auf die im Jahr 2015 in Betrieb gegangene VSC-HGÜ-Verbindung zwischen Frankreich und Spanien. Exemplarische Zeitbereichssimulationen zeigen die mögliche Einflussnahme auf die Stabilität von ausgewählten Synchrongeneratoren auf. Diese Analysen dokumentieren den Mehrwert einer einsatzorientierten Abbildung der VSCHGÜ-Technologie in Systemanalysen innerhalb der Netzausbauplanung.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Verfahren zur Abbildung spannungsgeführter Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssysteme in Netzplanungsprozessen
Europäische und nationale klimapolitische Ziele bedingen die Umstellung der Stromerzeugung von größeren, lastnahen Kraftwerksblöcken auf Basis fossiler Brennstoffe zu mitunter lastfernen Energiewandlungseinheiten auf Basis erneuerbarer
Energien. Zudem forciert die Europäische Union (EU) einen diskriminierungsfreien Stromhandel mit EU-weit unbeschränkten Handelskapazitäten. Folglich steigt der Transportbedarf im europäischen Verbundnetz hinsichtlich Höhe und Entfernung bei gleichbleibender Anforderung an die Versorgungssicherheit. Mit der spannungsgeführten Hochspannungsgleichstromübertragung (VSC-HGÜ) steht eine Technologie zur Verfügung, mit dessen Einsatz sowohl zusätzliche Übertragungskapazitäten geschaffen als auch die Systemstabilität im europäischen Verbundnetz über ein systemdienliches Verhalten positiv beeinflusst werden kann. Im Rahmen der Netzausbauplanungen des Verbundsystems wird die VSC-HGÜ nur dann regelmäßig als Maßnahme herangezogen, wenn der ACLeitungsausbau die Transportaufgabe nicht angemessen lösen kann. Die Möglichkeiten der Einflussnahme auf die verschiedenen Aspekte der Systemstabilität
spielen dann eine untergeordnete Rolle. Dies ist mit der unzureichenden Abbildung der VSC-HGÜ in den bestehenden Netzplanungsprozessen zu begründen. Gegenstand der vorliegenden Dissertationsarbeit ist ein Verfahren zur Abbildung
des systemdienlichen Verhaltens von VSC-HGÜ-Systemen innerhalb der Netzausbauplanung. Dazu werden herstellerübergreifend die inhärenten Technologiepotenziale mit Regelstrukturen kombiniert und für den konkreten Einsatz spezifiziert. Die Spezifizierung der Umrichter und des DC-Übertragungssystems erfolgt auf Basis einer vorangehenden Charakterisierung der vorausgewählten, ACseitigen Netzanschlusspunkte. Auf dieser Grundlage können die Umrichter, abhängig von den Anforderungen an das systemdienliche Verhalten, mit passenden Regelstrukturen ausgestattet und im Systemkontext parametriert werden. Die Parametrierung erfolgt automatisiert unter Einsatz einer optimalen Ausgangsrückführung. Das Ergebnis ist ein Effektivwert-Modell, welches sich in Analysen zur Systemstabilität einsetzen lässt. Durch die Kombination einzelner Verfahrensbausteine ist das Verfahren auf bereits projektierte und realisierte VSC-HGÜ-Systeme ebenso anwendbar wie initiale Projektideen. Die Validierung des Verfahrens erfolgt anhand einer Anwendung auf die im Jahr 2015 in Betrieb gegangene VSC-HGÜ-Verbindung zwischen Frankreich und Spanien. Exemplarische Zeitbereichssimulationen zeigen die mögliche Einflussnahme auf die Stabilität von ausgewählten Synchrongeneratoren auf. Diese Analysen dokumentieren den Mehrwert einer einsatzorientierten Abbildung der VSCHGÜ-Technologie in Systemanalysen innerhalb der Netzausbauplanung.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Verfahren zur Abbildung spannungsgeführter Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssysteme in Netzplanungsprozessen
Europäische und nationale klimapolitische Ziele bedingen die Umstellung der Stromerzeugung von größeren, lastnahen Kraftwerksblöcken auf Basis fossiler Brennstoffe zu mitunter lastfernen Energiewandlungseinheiten auf Basis erneuerbarer
Energien. Zudem forciert die Europäische Union (EU) einen diskriminierungsfreien Stromhandel mit EU-weit unbeschränkten Handelskapazitäten. Folglich steigt der Transportbedarf im europäischen Verbundnetz hinsichtlich Höhe und Entfernung bei gleichbleibender Anforderung an die Versorgungssicherheit. Mit der spannungsgeführten Hochspannungsgleichstromübertragung (VSC-HGÜ) steht eine Technologie zur Verfügung, mit dessen Einsatz sowohl zusätzliche Übertragungskapazitäten geschaffen als auch die Systemstabilität im europäischen Verbundnetz über ein systemdienliches Verhalten positiv beeinflusst werden kann. Im Rahmen der Netzausbauplanungen des Verbundsystems wird die VSC-HGÜ nur dann regelmäßig als Maßnahme herangezogen, wenn der ACLeitungsausbau die Transportaufgabe nicht angemessen lösen kann. Die Möglichkeiten der Einflussnahme auf die verschiedenen Aspekte der Systemstabilität
spielen dann eine untergeordnete Rolle. Dies ist mit der unzureichenden Abbildung der VSC-HGÜ in den bestehenden Netzplanungsprozessen zu begründen. Gegenstand der vorliegenden Dissertationsarbeit ist ein Verfahren zur Abbildung
des systemdienlichen Verhaltens von VSC-HGÜ-Systemen innerhalb der Netzausbauplanung. Dazu werden herstellerübergreifend die inhärenten Technologiepotenziale mit Regelstrukturen kombiniert und für den konkreten Einsatz spezifiziert. Die Spezifizierung der Umrichter und des DC-Übertragungssystems erfolgt auf Basis einer vorangehenden Charakterisierung der vorausgewählten, ACseitigen Netzanschlusspunkte. Auf dieser Grundlage können die Umrichter, abhängig von den Anforderungen an das systemdienliche Verhalten, mit passenden Regelstrukturen ausgestattet und im Systemkontext parametriert werden. Die Parametrierung erfolgt automatisiert unter Einsatz einer optimalen Ausgangsrückführung. Das Ergebnis ist ein Effektivwert-Modell, welches sich in Analysen zur Systemstabilität einsetzen lässt. Durch die Kombination einzelner Verfahrensbausteine ist das Verfahren auf bereits projektierte und realisierte VSC-HGÜ-Systeme ebenso anwendbar wie initiale Projektideen. Die Validierung des Verfahrens erfolgt anhand einer Anwendung auf die im Jahr 2015 in Betrieb gegangene VSC-HGÜ-Verbindung zwischen Frankreich und Spanien. Exemplarische Zeitbereichssimulationen zeigen die mögliche Einflussnahme auf die Stabilität von ausgewählten Synchrongeneratoren auf. Diese Analysen dokumentieren den Mehrwert einer einsatzorientierten Abbildung der VSCHGÜ-Technologie in Systemanalysen innerhalb der Netzausbauplanung.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Strömungslehre und Aerodynamik
Die nachfolgenden Texte und Abbildungen sind als begleitende Unterlagen und zum Selbststudium für die Bachelor- und Masterstudierenden des Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik an der FH Aachen in den Vertiefungsrichtungen Luftfahrt, Raumfahrt und Automotive entstanden. Sie dokumentieren wesentliche Lehrinhalte der Vorlesung Strömungslehre 1. In der vorliegenden vierten Auflage wurden bei unverändertem Inhalt einige wenige Korrekturen gegenüber der ersten Auflage vorgenommen.
Als offizielles Lehrbuch des Strömungs- und Fluglabors zu den entsprechenden Veranstaltungen soll es die Mitarbeit in den Vorlesungen und Praktika erleichtern. Es kann und soll allerdings eigene Notizen der Studierenden nicht ersetzen, ebensowenig wie ergänzende Lehrbücher; nur die Vertiefung des Vorlesungsstoffs im ergänzenden Selbststudium mit Hilfe geeigneter Fachliteratur sowie die sorgfältige Durcharbeitung der Übungen und das selbständige Lösen von Aufgaben können letztendlich zum Ausbildungserfolg führen. Eine entsprechende Literaturliste befindet sich im Anhang.
Die wesentlichen Grundsteine für die exzellente Ingenieurausbildung in den Fachgebieten Strömungslehre und Aerodynamik an der FH Aachen und auch die Basis für diese Veröffentlichung wurden von unseren Vorgängern Prof. Dr.-Ing. Carl Kramer und Prof. Dr.-Ing. Hans-Jochen Gerhardt (†) gelegt. Ihnen gilt unser besonderer Dank und die aktuellen Fachentwicklungen setzten diese Tradition konsequent fort.
Auch unser leider viel zu früh verstorbener Kollege und Vorgänger Prof. Dr.-Ing. Josef Mertens hatte erheblichen Anteil an der Ausgestaltung und Qualität der Lehre unserer Fachgebiete. Wir werden ihm stets ein ehrendes Gedenken bewahren.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Strömungslehre und Aerodynamik
Die nachfolgenden Texte und Abbildungen sind als begleitende Unterlagen und zum Selbststudium für die Bachelor- und Masterstudierenden des Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik an der FH Aachen in den Vertiefungsrichtungen Luftfahrt, Raumfahrt und Automotive entstanden. Sie dokumentieren wesentliche Lehrinhalte der Vorlesung Strömungslehre 1. In der vorliegenden vierten Auflage wurden bei unverändertem Inhalt einige wenige Korrekturen gegenüber der ersten Auflage vorgenommen.
Als offizielles Lehrbuch des Strömungs- und Fluglabors zu den entsprechenden Veranstaltungen soll es die Mitarbeit in den Vorlesungen und Praktika erleichtern. Es kann und soll allerdings eigene Notizen der Studierenden nicht ersetzen, ebensowenig wie ergänzende Lehrbücher; nur die Vertiefung des Vorlesungsstoffs im ergänzenden Selbststudium mit Hilfe geeigneter Fachliteratur sowie die sorgfältige Durcharbeitung der Übungen und das selbständige Lösen von Aufgaben können letztendlich zum Ausbildungserfolg führen. Eine entsprechende Literaturliste befindet sich im Anhang.
Die wesentlichen Grundsteine für die exzellente Ingenieurausbildung in den Fachgebieten Strömungslehre und Aerodynamik an der FH Aachen und auch die Basis für diese Veröffentlichung wurden von unseren Vorgängern Prof. Dr.-Ing. Carl Kramer und Prof. Dr.-Ing. Hans-Jochen Gerhardt (†) gelegt. Ihnen gilt unser besonderer Dank und die aktuellen Fachentwicklungen setzten diese Tradition konsequent fort.
Auch unser leider viel zu früh verstorbener Kollege und Vorgänger Prof. Dr.-Ing. Josef Mertens hatte erheblichen Anteil an der Ausgestaltung und Qualität der Lehre unserer Fachgebiete. Wir werden ihm stets ein ehrendes Gedenken bewahren.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Strömungslehre und Aerodynamik
Die nachfolgenden Texte und Abbildungen sind als begleitende Unterlagen und zum Selbststudium für die Bachelor- und Masterstudierenden des Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik an der FH Aachen in den Vertiefungsrichtungen Luftfahrt, Raumfahrt und Automotive entstanden. Sie dokumentieren wesentliche Lehrinhalte der Vorlesung Strömungslehre 1. In der vorliegenden vierten Auflage wurden bei unverändertem Inhalt einige wenige Korrekturen gegenüber der ersten Auflage vorgenommen.
Als offizielles Lehrbuch des Strömungs- und Fluglabors zu den entsprechenden Veranstaltungen soll es die Mitarbeit in den Vorlesungen und Praktika erleichtern. Es kann und soll allerdings eigene Notizen der Studierenden nicht ersetzen, ebensowenig wie ergänzende Lehrbücher; nur die Vertiefung des Vorlesungsstoffs im ergänzenden Selbststudium mit Hilfe geeigneter Fachliteratur sowie die sorgfältige Durcharbeitung der Übungen und das selbständige Lösen von Aufgaben können letztendlich zum Ausbildungserfolg führen. Eine entsprechende Literaturliste befindet sich im Anhang.
Die wesentlichen Grundsteine für die exzellente Ingenieurausbildung in den Fachgebieten Strömungslehre und Aerodynamik an der FH Aachen und auch die Basis für diese Veröffentlichung wurden von unseren Vorgängern Prof. Dr.-Ing. Carl Kramer und Prof. Dr.-Ing. Hans-Jochen Gerhardt (†) gelegt. Ihnen gilt unser besonderer Dank und die aktuellen Fachentwicklungen setzten diese Tradition konsequent fort.
Auch unser leider viel zu früh verstorbener Kollege und Vorgänger Prof. Dr.-Ing. Josef Mertens hatte erheblichen Anteil an der Ausgestaltung und Qualität der Lehre unserer Fachgebiete. Wir werden ihm stets ein ehrendes Gedenken bewahren.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Photovoltaik | Schritt für Schritt
Suchen Sie eine einfache und verständliche Einführung in die Grundlagen der Photovoltaik für Einsteiger? Möchten Sie sich einfach und schnell unabhängig vom Stromnetz und den Strompreisen machen? Interessieren Sie sich für die Planung und Installation einer Selbstbau Photovoltaikanlage, um autark Strom zu erzeugen? Möchten Sie all das und noch mehr aus professioneller Hand (von einem Ingenieur) erlernen?
Dann sind Sie mit diesem Buch bestens beraten, egal ob Sie ein Buch zur Planung einer Photovoltaik-Inselanlage (netzunabhängig / off-grid), einer Komplettanlage oder einer netzgebundenen Anlage (on-grid) suchen, oder sich für die Kombination von Photovoltaik und Batteriespeicher interessieren! Auch wenn Sie sich nur einen Überblick verschaffen möchten, sich also rein aus Informationszwecken für das Thema interessieren, ist dieses Buch geeignet. Denn in diesem Buch werden Sie alle diese Themen leicht erklärt wiederfinden!
Als Ingenieur (M.Eng.) möchte ich Ihnen in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklären, wie Sie eine Photovoltaikanlage (ugs. Solaranlage) sowohl zur Einspeisung von Strom ins Stromnetz als auch für den Eigenverbrauch für Ihr Eigenheim, Gartenhaus, Tiny House, Wohnmobil, Garage, Werkstatt, Auto, Camping, …, schnell und einfach planen und installieren. Dazu unterscheiden wir in diesem Buch zwischen netzgekoppelten (on-grid) und netzunabhängigen (off-grid) Solaranlagen. Anhand von zwei praktischen Schritt-für-Schritt Beispielen (PV-Anlage für ein Tiny House und PV-Anlage für ein Einfamilienhaus) lernen Sie in diesem Buch nicht nur die Theorie, sondern auch, wie Sie selbst eine Photovoltaikanlage planen, bauen und installieren können.
Was bedeutet Wp? Was ist der Unterschied zwischen mono- und polykristallinen PV-Modulen? Wozu benötigt man einen Wechselrichter oder einen PWM- bzw. MPP-Laderegler und wie schließt man diese Komponenten an? Wie kann die PV-Anlage mit einem Batteriespeicher ergänzt werden? All diese Fragen und noch viele weitere Themen werden in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklärt. Dieses Buch ist sehr praxisorientiert, d. h. wir werden mit vielen Bildern und umsetzbaren Anleitungen arbeiten. Die theoretischen Grundlagen kommen dabei aber nicht zu kurz, Sie werden vor allem auf den ersten Seiten des Buches die wichtigsten elektrotechnischen Grundlagen zum Thema Photovoltaik kennenlernen. Neben diesen Grundlagen werden Ihnen auch spezielle Begriffe und Kennzahlen für Photovoltaikmodule (z. B. MPP, Nennleistung, Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom …) erklärt. Außerdem werden die Parallelschaltung und Reihenschaltung von PV-Modulen und Batteriespeicher und deren Auswirkung auf Strom und Spannung erläutert. Natürlich werfen wir auch einen Blick auf die Montagemöglichkeiten von PV-Modulen auf dem Dach.
So enthält dieses handliche Buch alles, was Sie wissen müssen, um Ihre eigene Fotovoltaik- oder Solaranlage planen und installieren zu können.
Die Vorteile dieses Buches auf einen Blick:
- Schritt-für-Schritt-Erklärungen zum Aufbau einer Fotovoltaikanlage und deren Komponenten unter Anleitung eines Ingenieurs (Master of Engineering)
- Praxisnahes Lernen anhand von tollen Beispielprojekten – Schritt-für-Schritt-Anleitungen
- Sowohl die elektrotechnischen Grundlagen als auch die konkrete Planung verstehen
- Einen einfachen, unkomplizierten & schnellen Einstieg in das Thema Photovoltaik finden
- Einfache und nachvollziehbare Erklärungen auch für Laien oder zu reinen Informationszwecken
- Alles Wichtige schnell erlernen! Kompakt und auf den Punkt gebracht auf ca. 120 Seiten
AM BESTEN GLEICH EINEN BLICK INS BUCH WERFEN UND IHR EXEMPLAR BESTELLEN!
Aktualisiert: 2023-06-29
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Photovoltaik | Schritt für Schritt
Suchen Sie eine einfache und verständliche Einführung in die Grundlagen der Photovoltaik für Einsteiger? Möchten Sie sich einfach und schnell unabhängig vom Stromnetz und den Strompreisen machen? Interessieren Sie sich für die Planung und Installation einer Selbstbau Photovoltaikanlage, um autark Strom zu erzeugen? Möchten Sie all das und noch mehr aus professioneller Hand (von einem Ingenieur) erlernen?
Dann sind Sie mit diesem Buch bestens beraten, egal ob Sie ein Buch zur Planung einer Photovoltaik-Inselanlage (netzunabhängig / off-grid), einer Komplettanlage oder einer netzgebundenen Anlage (on-grid) suchen, oder sich für die Kombination von Photovoltaik und Batteriespeicher interessieren! Auch wenn Sie sich nur einen Überblick verschaffen möchten, sich also rein aus Informationszwecken für das Thema interessieren, ist dieses Buch geeignet. Denn in diesem Buch werden Sie alle diese Themen leicht erklärt wiederfinden!
Als Ingenieur (M.Eng.) möchte ich Ihnen in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklären, wie Sie eine Photovoltaikanlage (ugs. Solaranlage) sowohl zur Einspeisung von Strom ins Stromnetz als auch für den Eigenverbrauch für Ihr Eigenheim, Gartenhaus, Tiny House, Wohnmobil, Garage, Werkstatt, Auto, Camping, …, schnell und einfach planen und installieren. Dazu unterscheiden wir in diesem Buch zwischen netzgekoppelten (on-grid) und netzunabhängigen (off-grid) Solaranlagen. Anhand von zwei praktischen Schritt-für-Schritt Beispielen (PV-Anlage für ein Tiny House und PV-Anlage für ein Einfamilienhaus) lernen Sie in diesem Buch nicht nur die Theorie, sondern auch, wie Sie selbst eine Photovoltaikanlage planen, bauen und installieren können.
Was bedeutet Wp? Was ist der Unterschied zwischen mono- und polykristallinen PV-Modulen? Wozu benötigt man einen Wechselrichter oder einen PWM- bzw. MPP-Laderegler und wie schließt man diese Komponenten an? Wie kann die PV-Anlage mit einem Batteriespeicher ergänzt werden? All diese Fragen und noch viele weitere Themen werden in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklärt. Dieses Buch ist sehr praxisorientiert, d. h. wir werden mit vielen Bildern und umsetzbaren Anleitungen arbeiten. Die theoretischen Grundlagen kommen dabei aber nicht zu kurz, Sie werden vor allem auf den ersten Seiten des Buches die wichtigsten elektrotechnischen Grundlagen zum Thema Photovoltaik kennenlernen. Neben diesen Grundlagen werden Ihnen auch spezielle Begriffe und Kennzahlen für Photovoltaikmodule (z. B. MPP, Nennleistung, Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom …) erklärt. Außerdem werden die Parallelschaltung und Reihenschaltung von PV-Modulen und Batteriespeicher und deren Auswirkung auf Strom und Spannung erläutert. Natürlich werfen wir auch einen Blick auf die Montagemöglichkeiten von PV-Modulen auf dem Dach.
So enthält dieses handliche Buch alles, was Sie wissen müssen, um Ihre eigene Fotovoltaik- oder Solaranlage planen und installieren zu können.
Die Vorteile dieses Buches auf einen Blick:
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- Praxisnahes Lernen anhand von tollen Beispielprojekten – Schritt-für-Schritt-Anleitungen
- Sowohl die elektrotechnischen Grundlagen als auch die konkrete Planung verstehen
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Aktualisiert: 2023-06-29
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Photovoltaik | Schritt für Schritt
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Dann sind Sie mit diesem Buch bestens beraten, egal ob Sie ein Buch zur Planung einer Photovoltaik-Inselanlage (netzunabhängig / off-grid), einer Komplettanlage oder einer netzgebundenen Anlage (on-grid) suchen, oder sich für die Kombination von Photovoltaik und Batteriespeicher interessieren! Auch wenn Sie sich nur einen Überblick verschaffen möchten, sich also rein aus Informationszwecken für das Thema interessieren, ist dieses Buch geeignet. Denn in diesem Buch werden Sie alle diese Themen leicht erklärt wiederfinden!
Als Ingenieur (M.Eng.) möchte ich Ihnen in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklären, wie Sie eine Photovoltaikanlage (ugs. Solaranlage) sowohl zur Einspeisung von Strom ins Stromnetz als auch für den Eigenverbrauch für Ihr Eigenheim, Gartenhaus, Tiny House, Wohnmobil, Garage, Werkstatt, Auto, Camping, …, schnell und einfach planen und installieren. Dazu unterscheiden wir in diesem Buch zwischen netzgekoppelten (on-grid) und netzunabhängigen (off-grid) Solaranlagen. Anhand von zwei praktischen Schritt-für-Schritt Beispielen (PV-Anlage für ein Tiny House und PV-Anlage für ein Einfamilienhaus) lernen Sie in diesem Buch nicht nur die Theorie, sondern auch, wie Sie selbst eine Photovoltaikanlage planen, bauen und installieren können.
Was bedeutet Wp? Was ist der Unterschied zwischen mono- und polykristallinen PV-Modulen? Wozu benötigt man einen Wechselrichter oder einen PWM- bzw. MPP-Laderegler und wie schließt man diese Komponenten an? Wie kann die PV-Anlage mit einem Batteriespeicher ergänzt werden? All diese Fragen und noch viele weitere Themen werden in diesem Buch Schritt für Schritt und im Detail erklärt. Dieses Buch ist sehr praxisorientiert, d. h. wir werden mit vielen Bildern und umsetzbaren Anleitungen arbeiten. Die theoretischen Grundlagen kommen dabei aber nicht zu kurz, Sie werden vor allem auf den ersten Seiten des Buches die wichtigsten elektrotechnischen Grundlagen zum Thema Photovoltaik kennenlernen. Neben diesen Grundlagen werden Ihnen auch spezielle Begriffe und Kennzahlen für Photovoltaikmodule (z. B. MPP, Nennleistung, Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom …) erklärt. Außerdem werden die Parallelschaltung und Reihenschaltung von PV-Modulen und Batteriespeicher und deren Auswirkung auf Strom und Spannung erläutert. Natürlich werfen wir auch einen Blick auf die Montagemöglichkeiten von PV-Modulen auf dem Dach.
So enthält dieses handliche Buch alles, was Sie wissen müssen, um Ihre eigene Fotovoltaik- oder Solaranlage planen und installieren zu können.
Die Vorteile dieses Buches auf einen Blick:
- Schritt-für-Schritt-Erklärungen zum Aufbau einer Fotovoltaikanlage und deren Komponenten unter Anleitung eines Ingenieurs (Master of Engineering)
- Praxisnahes Lernen anhand von tollen Beispielprojekten – Schritt-für-Schritt-Anleitungen
- Sowohl die elektrotechnischen Grundlagen als auch die konkrete Planung verstehen
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- Einfache und nachvollziehbare Erklärungen auch für Laien oder zu reinen Informationszwecken
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Aktualisiert: 2023-06-29
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Transformation oder Stagnation
Die Erwartung an Partizipation in der Nachhaltigkeitsforschung ist hoch: Von Wissenschaft und Praxis kollaborativ erarbeitetes Wissen soll Herausforderungen wie die Transformation des Energiesystems adressieren. Doch die Kritik nimmt zu, dass – entgegen den in sie gesetzten Erwartungen – kollaborativ veranlagte Formate wenig neuen Inhalt zur Lösung der Nachhaltigkeitsprobleme beitragen und begrenzte Partizipationsmöglichkeiten für diverse soziale Gruppen bieten. Somit führen sie zu einer unkritischen Reproduktion hierarchischer Machtstrukturen.
Diese Arbeit entwickelt literaturbasiert eine Analyseheuristik zur Charakterisierung vier zentraler Partizipationsansätze in der Nachhaltigkeitsforschung, die mit Machtdimensionen und Konzepten gesellschaftlicher Transformation verbunden sind. In einem innovativen Fallstudiendesign werden eine vergleichende Metaanalyse und eine vertiefende Einzelfallstudie kombiniert.
Die Studie leistet einen innovativen Beitrag zum besseren wissenschaftlichen Verständnis partizipativer Prozesse und deren (Un-)Wirksamkeit und bietet zudem praktische Hinweise für reflexive, verantwortungsvolle und diverse Partizipationsprozesse, die berücksichtigen, dass Prozess und Inhalt maßgeblich von Vorannahmen beeinflusst werden.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Transformation oder Stagnation
Die Erwartung an Partizipation in der Nachhaltigkeitsforschung ist hoch: Von Wissenschaft und Praxis kollaborativ erarbeitetes Wissen soll Herausforderungen wie die Transformation des Energiesystems adressieren. Doch die Kritik nimmt zu, dass – entgegen den in sie gesetzten Erwartungen – kollaborativ veranlagte Formate wenig neuen Inhalt zur Lösung der Nachhaltigkeitsprobleme beitragen und begrenzte Partizipationsmöglichkeiten für diverse soziale Gruppen bieten. Somit führen sie zu einer unkritischen Reproduktion hierarchischer Machtstrukturen.
Diese Arbeit entwickelt literaturbasiert eine Analyseheuristik zur Charakterisierung vier zentraler Partizipationsansätze in der Nachhaltigkeitsforschung, die mit Machtdimensionen und Konzepten gesellschaftlicher Transformation verbunden sind. In einem innovativen Fallstudiendesign werden eine vergleichende Metaanalyse und eine vertiefende Einzelfallstudie kombiniert.
Die Studie leistet einen innovativen Beitrag zum besseren wissenschaftlichen Verständnis partizipativer Prozesse und deren (Un-)Wirksamkeit und bietet zudem praktische Hinweise für reflexive, verantwortungsvolle und diverse Partizipationsprozesse, die berücksichtigen, dass Prozess und Inhalt maßgeblich von Vorannahmen beeinflusst werden.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Transformation oder Stagnation
Die Erwartung an Partizipation in der Nachhaltigkeitsforschung ist hoch: Von Wissenschaft und Praxis kollaborativ erarbeitetes Wissen soll Herausforderungen wie die Transformation des Energiesystems adressieren. Doch die Kritik nimmt zu, dass – entgegen den in sie gesetzten Erwartungen – kollaborativ veranlagte Formate wenig neuen Inhalt zur Lösung der Nachhaltigkeitsprobleme beitragen und begrenzte Partizipationsmöglichkeiten für diverse soziale Gruppen bieten. Somit führen sie zu einer unkritischen Reproduktion hierarchischer Machtstrukturen.
Diese Arbeit entwickelt literaturbasiert eine Analyseheuristik zur Charakterisierung vier zentraler Partizipationsansätze in der Nachhaltigkeitsforschung, die mit Machtdimensionen und Konzepten gesellschaftlicher Transformation verbunden sind. In einem innovativen Fallstudiendesign werden eine vergleichende Metaanalyse und eine vertiefende Einzelfallstudie kombiniert.
Die Studie leistet einen innovativen Beitrag zum besseren wissenschaftlichen Verständnis partizipativer Prozesse und deren (Un-)Wirksamkeit und bietet zudem praktische Hinweise für reflexive, verantwortungsvolle und diverse Partizipationsprozesse, die berücksichtigen, dass Prozess und Inhalt maßgeblich von Vorannahmen beeinflusst werden.
Aktualisiert: 2023-06-30
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