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Techniken zur Energiewende - studentische Fachkonferenz im Masterstudiengang Elektrische Systeme
(2013)
Die studentische Fachkonferenz im Rahmen des Seminars im Masterstudiengang Elektrische Systeme in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik wird zum sechsten Mal veranstaltet.
Alle Studierenden erarbeiten unter dem vorgegebenen Rahmenthema eigene Beiträge, recherchieren, ergänzen, stellen die aktuellen Erkenntnisse zu wissenschaftlichen Publikationen zusammen.
Die Energiewende ist seit einigen Jahren ein heiß diskutiertes Thema. Die dezentrale Energieversorgung
unter Anwendung erneuerbarer Quellen, insbesondere Wind- und Solarkraft, ist langfristig gesehen die
einzige Antwort auf die Ausbeutung der Erde und Zerstörung der Umwelt durch Gewinnung nichtregenerativer
Energien, insbesondere Öl, Erdgas und Uran. Allerdings gibt es noch viele Bereiche, die intensive wissenschaftliche und entwicklungstechnische Arbeiten benötigen. Wie aus dem Titel durch Verwendung des Wortes „zur“ anstatt „der“ schon erkennbar, werden in dieser Fachtagung weniger die Techniken betrachtet, die schon zum Einsatz kommen, sondern zukünftige Techniken, die gedanklich auf Papier gebracht wurden, oder inzwischen das Stadium der Machbarkeitsstudie erreicht haben.
Das Thema Energiewende beinhaltet ein sehr breites Feld von Techniken. Daher haben sich die Teilnehmer
auf nur wenige, wichtige Gebiete konzentriert: Regenerative Energiegewinnung, Elektromobilität,
Speichertechnologien und Smart Grid. Durch das intensive Befassen mit diesen Themen haben sich die
Studierenden zum ersten Mal richtig mit den Problemen der Energiewende vertraut gemacht. Sie haben
dabei erkannt, dass für die Ingenieure der Fachrichtungen Elektrotechnik und Informationstechnik überaus
vielfältige, spannende und auch aus gesellschaftspolitischer Sicht notwendige und lohnende Aufgaben auf
sie warten.
Konventionelle, von Dieselmotoren angetriebene Radlader beeinträchtigen die Lebensqualität der Menschen in ihrer unmittelbaren Umgebung mit Lärm- und Schadstoffemissionen. Das vom BMBF geförderte Forschungsvorhaben "Emissionsarmer Elektroradlader" verfolgt das Ziel, die lokalen Emissionen von Radladern deutlich herabzusetzen und die Effizienz des Fahrzeugs zu steigern. Im Rahmen des Vorhabens wurde ein konventioneller Radlader auf elektrische Antriebe umgerüstet. Als Energiespeicher dient eine LiFeYPO4-Batterie, die für eine Betriebsdauer von vier Stunden ausgelegt ist. In ersten praktischen Untersuchungen wurde die Energiebilanz des Emissionsarmen Elektro-Radladers mit der des konventionellen Serienfahrzeugs verglichen. Dazu wurde ein modifizierter Y-Arbeitszyklus entworfen, der sich an den üblichen Arbeitsaufgaben des Radladers orientiert und sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet. Für die vollständige Bewertung wird die komplette Kette der Energieumwandlung betrachtet, beginnend mit der Energie im Kraftstoff bzw. der dem Stromnetz entnommenen Energie, bis zur mechanischen Arbeit, die das Gerät verrichtet. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die unterschiedlichen CO2-Emissionen beider Fahrzeuge ableiten.
Durch den Einsatz von mobilen Endgeräten (z.B. Tablets, Smartphones) erschließen sich immer mehr Möglichkeiten, die Ausführung von Geschäftsprozessen zu unterstützen. Beispielsweise können Geschäftsprozessaktivitäten (z.B. Genehmigung eines Angebots) ortsunabhängig bearbeitet werden, wodurch die Durchlaufzeit signifikant reduziert wird. Die Nutzung von mobilen Apps beschränkt sich hierbei meist nur auf die Unterstützung von effizienter und flexibler Interaktion zwischen den verschiedenen ausführenden Rollen. Dieser Artikel beschreibt, wie mobile Apps nicht nur die Ausführung, sondern auch die Optimierung von Geschäftsprozessen unterstützen können. Hierzu werden vordefinierte Qualitätskriterien kontextabhängig während der Ausführung von Aktivitäten erfasst. Die durch traditionelle Methoden erfassten Daten (z.B. Messung von Kennzahlen) werden somit durch in Echtzeit gesammeltes User Feedback ergänzt. Der Ansatz wird am Beispiel einer eigens entwickelten mobilen App demonstriert und evaluiert.
Das hier beschriebene und auf einem FPGA vom Typ Spartan-3A DSP realisierte System dient dazu, auf besonders effiziente Weise die Häufigkeitsverteilung nicht erkannter fehlerhafter Nachrichten mit verschiedenen CRCPolynomen
zu berechnen. Damit die Berechnung in möglichst kurzer Zeit stattfindet, wurde das System aus 64 parallel arbeitenden Instanzen von CRC-Findern in mehrstufiger Fließbandorganisation aufgebaut. In der hier beschriebenen Ausbaustufe erreicht das System eine Gesamtleistung von 6,4 ·109 Operationen in der Sekunde.
Der Begriff Schatten-IT beschreibt Systeme, die außerhalb des Verantwortungsbereiches der IT durch die Fachabteilung eigenständig entwickelt und betrieben werden. Obwohl dieses Phänomen weit verbreitet ist, blieb diese Schatten-IT in Wissenschaft und in Praxis lange unbeachtet. Seit einiger Zeit ist eine verstärkte Auseinandersetzung mit dem Phänomen erkennbar. Jedoch gibt es bisher nur wenige empirisch gestützte Erkenntnisse über die Schatten-IT. Diese Lücke wird in dem vorliegenden Beitrag angegangen. Auf Basis von vier Fallstudien werden die Verbreitung, Verwendung und die Qualität der Schatten-IT ermittelt. Dabei zeigt sich, dass die Schatten-IT mit durchaus erheblichen Risiken verbunden sein kann. Demgegenüber bleibt die Qualität jedoch merklich zurück. Erkennbar ist dabei auch, dass die Schatten-IT nicht im Blickfeld der Kontrollsysteme der Unternehmen erscheint. Durch Maßnahmen wie die Steigerung der Awareness der Schatten-IT im Unternehmen sowie eine Entwicklung der Schatten-IT hin zu einer gesteuerten Fachbereichs-IT lassen sich die Risiken wirksam reduzieren. Zudem sind die Kontrollsysteme der Unternehmen so anzupassen, dass auch die Schatten-IT in diesen sichtbar wird.
Die dynamische Belastung durch Sprünge von Menschen ist eine der maßgebenden personeninduzierten Einwirkungen bei dem Nachweis der Gebrauchstauglichkeit von Decken mit schwingungsgefährdenden Geräten. Sie kommt beispielsweise in Ganglaboren und anderen Forschungseinrichtungen bei biomechanischen Untersuchungen in der Sprungkraftdiagnostik vor. Die in diesem Zusammenhang typischen Sprungarten, nämlich der Countermovement Jump (beidbeiniger vertikaler Sprung mit Ausholbewegung) und der Drop Jump (Niederhochsprung), wurden anhand von über 200 Kraftverlaufsmessungen analysiert und daraus die dazugehörigen idealisierten Belastungsmodelle ermittelt. Damit wurde ein vereinfachtes Nachweisverfahren zur Abschätzung der Schwingungsantwort einer Decke entwickelt. Als Ergebnis kann die Beschleunigung der Decke in Abhängigkeit von der modalen Masse und den Werten der Eigenformen am Lastangriffspunkt und am Ausgabepunkt angegeben werden.
Digitale Transformation
(2015)