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The cost of solar tower power plants is dominated by the heliostat field making up roughly 50% of investment costs. Classical heliostat design is dominated by mirrors brought into position by steel structures and drives that guarantee high accuracies under wind loads and thermal stress situations. A large fraction of costs is caused by the stiffness requirements of the steel structure, typically resulting in ~ 20 kg/m² steel per mirror area. The typical cost figure of heliostats (figure mentioned by Solucar at Solar Paces Conference, Seville, 2006) is currently in the area of 150 €/m² caused by the increasing price of the necessary raw materials. An interesting option to reduce costs lies in a heliostat design where all moving parts are protected from wind loads. In this way, drives and mechanical layout may be kept less robust, thereby reducing material input and costs. In order to keep the heliostat at an appropriate size, small mirrors (around 10x10 cm²) have to be used, which are placed in a box with a transparent cover. Innovative drive systems are developed in order to obtain a cost-effective design. A 0,5x0,5 m² demonstration unit will be constructed. Tests of the unit are carried out with a high-precision artificial sun unit that imitates the sun’s path with an accuracy of less than 0.5 mrad and creates a beam of parallel light with a divergence of less than 4 mrad.
Solar sails are large and lightweight reflective structures that are propelled by solar radiation pressure. This chapter covers their orbital and attitude dynamics and control. First, the advantages and limitations of solar sails are discussed and their history and development status is outlined. Because the dynamics of solar sails is governed by the (thermo-)optical properties of the sail film, the basic solar radiation pressure force models have to be described and compared before parameters to measure solar sail performance can be defined. The next part covers the orbital dynamics of solar sails for heliocentric motion, planetocentric motion, and motion at Lagrangian equilibrium points. Afterwards, some advanced solar radiation pressure force models are described, which allow to quantify the thrust force on solar sails of arbitrary shape, the effects of temperature, of light incidence angle, of surface roughness, and the effects of optical degradation of the sail film in the space environment. The orbital motion of a solar sail is strongly coupled to its rotational motion, so that the attitude control of these soft and flexible structures is very challenging, especially for planetocentric orbits that require fast attitude maneuvers. Finally, some potential attitude control methods are sketched and selection criteria are given.
Since the 80s power production with solar thermal power plants has been a way to substitute fossil fuels. By concentrating direct solar radiation from heliostats very high temperatures of a thermal fluid can be reached. The resulting heat is converted to mechanical energy in a steam cycle which generates electricity.
High efficiencies and fast start-up are reached by using air as a heat medium, as well as using porous ceramic materials as solar receiver of the concentrated sunlight.
In Germany the construction of a 1.5 MWe solar tower power plant began in 2008. It is operational since December 2008 and started production of electricity in the spring of 2009.
In Greece and Cyprus, countries with high solar potential, the development of this competitive solar thermal technology is imperative, since it has already been implemented in other Mediterranean countries.
Solarthermische Kraftwerke stellen eine bedeutende Technologieoption für einen nachhaltigen Energiemix der Zukunft dar. Sie konzentrieren die Strahlung der Sonne, erzeugen Wärme und wandeln diese mit konventioneller Kraftwerkstechnik in Strom um. Die Wärme kann auch gespeichert werden, so dass der Betrieb während des Durchzugs von Wolken möglich ist und bis in die Abendstunden hinein verlängert werden kann. Zu den solarthermischen Kraftwerken gehören neben der Parabolrinne und dem Solarturm der Fresnel-Kollektor und die Dish-Stirling-Systeme. Im Zuge einer späteren Vergrößerung des Solarfeldes von Solarkraftwerken kann mithilfe von thermischen Energiespeichern die solare Energieerzeugung bei gleichbleibender Kraftwerksleistung sukzessiv bis um den Faktor 3 erweitert werden. Es besteht so die Möglichkeit einer massiven Substitution von fossilen Brennstoffen.Bei den ersten solarthermischen Speichern für die SEGS-Parabolrinnekraftwerke wurde Öl als Speichermedium eingesetzt. Ein weiteres Speichermedium ist Salzschmelze, die im Andasol-1-Projekt in Spanien sowie bei Solarturmkraftwerken eingesetzt wird. Beton ist ein weiteres mögliches Speichermaterial für Parabolrinnensysteme. Eine weitere Alternative bei einem Solarturmkraftwerk mit Luft als Wärmeträgermedium ist die Verwendung von keramischen Feuerfestmaterialien in Form von Schüttungen oder stapelbaren, porösen Elementen. In Jülich wurde das weltweit erste solarthermische Turmkraftwerk mit einer Leistung von 1,5 MWe, das Luft als Wärmeträgermedium einsetzt und einen solchen Speicher verwendet, gebaut.
In den letzten Jahren haben in Deutschland mehrere Bundesländer Studiengebühren eingeführt. Seitdem wird in der Politik heftig über das Für und Wider diskutiert. Von den Gegnern wird häufig das Argument vorgebracht, Studiengebühren seien sozial ungerecht und würden insbesondere einkommensschwache Bevölkerungsschichten von einem Studium abhalten. Bestätigt werden sie von den Zahlen aus Umfragen, denen zufolge über 70 Prozent derjenigen, die sich gegen ein Studium entscheiden, finanzielle Gründe für einen Studienverzicht anführen. Befürworter halten dem entgegen, Studiengebühren seien angesichts knapper öffentlicher Kassen unbedingt notwendig, da nur so die Qualität der Lehre aufrechterhalten bzw. verbessert werden könne. Zudem würden Studiengebühren die sozialen Bildungsbarrieren keineswegs erhöhen, was auch daran erkennbar sei, dass infolge der Studiengebühren die Zahl der Studierenden nicht zurückgegangen ist. Der vorliegende Artikel leistet einen Beitrag zu dieser Debatte, indem er die an einer Hochschule in Nordrhein-Westfalen gesammelten Erfahrungen mit Studiengebühren auswertet
Objective
To investigate whether functional brain networks of epilepsy patients treated with antiepileptic medication differ from networks of healthy controls even during the seizure-free interval.
Methods
We applied different rules to construct binary and weighted networks from EEG and MEG data recorded under a resting-state eyes-open and eyes-closed condition from 21 epilepsy patients and 23 healthy controls. The average shortest path length and the clustering coefficient served as global statistical network characteristics.
Results
Independent on the behavioral condition, epileptic brains exhibited a more regular functional network structure. Similarly, the eyes-closed condition was characterized by a more regular functional network structure in both groups. The amount of network reorganization due to behavioral state changes was similar in both groups. Consistent findings could be achieved for networks derived from EEG but hardly from MEG recordings, and network construction rules had a rather strong impact on our findings.
Conclusions
Despite the locality of the investigated processes epileptic brain networks differ in their global characteristics from non-epileptic brain networks. Further methodological developments are necessary to improve the characterization of disturbed and normal functional networks.
Significance
An increased regularity and a diminished modulation capability appear characteristic of epileptic brain networks.