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Concentrating Solar Power
(2021)
The focus of this chapter is the production of power and the use of the heat produced from concentrated solar thermal power (CSP) systems.
The chapter starts with the general theoretical principles of concentrating systems including the description of the concentration ratio, the energy and mass balance. The power conversion systems is the main part where solar-only operation and the increase in operational hours.
Solar-only operation include the use of steam turbines, gas turbines, organic Rankine cycles and solar dishes. The operational hours can be increased with hybridization and with storage.
Another important topic is the cogeneration where solar cooling, desalination and of heat usage is described.
Many examples of commercial CSP power plants as well as research facilities from the past as well as current installed and in operation are described in detail.
The chapter closes with economic and environmental aspects and with the future potential of the development of CSP around the world.
Geochemical characterisation of hypersaline waters is difficult as high concentrations of salts hinder the analysis of constituents at low concentrations, such as trace metals, and the collection of samples for trace metal analysis in natural waters can be easily contaminated. This is particularly the case if samples are collected by non-conventional techniques such as those required for aquatic subglacial environments. In this paper we present the first analysis of a subglacial brine from Taylor Valley, (~ 78°S), Antarctica for the trace metals: Ba, Co, Mo, Rb, Sr, V, and U. Samples were collected englacially using an electrothermal melting probe called the IceMole. This probe uses differential heating of a copper head as well as the probe’s sidewalls and an ice screw at the melting head to move through glacier ice. Detailed blanks, meltwater, and subglacial brine samples were collected to evaluate the impact of the IceMole and the borehole pump, the melting and collection process, filtration, and storage on the geochemistry of the samples collected by this device. Comparisons between melt water profiles through the glacier ice and blank analysis, with published studies on ice geochemistry, suggest the potential for minor contributions of some species Rb, As, Co, Mn, Ni, NH4+, and NO2−+NO3− from the IceMole. The ability to conduct detailed chemical analyses of subglacial fluids collected with melting probes is critical for the future exploration of the hundreds of deep subglacial lakes in Antarctica.
Component failures within water supply systems can lead to significant performance losses. One way to address these losses is the explicit anticipation of failures within the design process. We consider a water supply system for high-rise buildings, where pump failures are the most likely failure scenarios. We explicitly consider these failures within an early design stage which leads to a more resilient system, i.e., a system which is able to operate under a predefined number of arbitrary pump failures. We use a mathematical optimization approach to compute such a resilient design. This is based on a multi-stage model for topology optimization, which can be described by a system of nonlinear inequalities and integrality constraints. Such a model has to be both computationally tractable and to represent the real-world system accurately. We therefore validate the algorithmic solutions using experiments on a scaled test rig for high-rise buildings. The test rig allows for an arbitrary connection of pumps to reproduce scaled versions of booster station designs for high-rise buildings. We experimentally verify the applicability of the presented optimization model and that the proposed resilience properties are also fulfilled in real systems.
In den letzten 1.5 Jahren haben wir sehr deutlich gemerkt, dass es den Klimawandel wirklich gibt - ein Virus, welches unsere gesamte Welt auf links dreht, Überschwemmungskatastrophen, extreme Temperaturschwankungen, etc. Es ist also Zeit etwas zu verändern, es ist Zeit aktiv hinzusehen und zu handeln - bewusst zu leben, bewusst zu konsumieren. Das Thema Ernährung wird zwar immer wichtiger für einige von uns, jedoch reicht mir die Aufmerksamkeit bisher nicht. Es sind nicht nur Lebensmittel, welche nach dem Aufenthalt im Supermarkt in unserem Kühlschrank und anschließend in unserem Bauch landen. Mit diesen Lebensmitteln gehen außerdem folgende Aspekte einher: der Klimawandel, unsere Gesundheit, die Ausbeutung von Tieren, Menschen und Natur. Also wie sieht eigentlich der Enstehungsprozess hinter all diesen (meist) verpackten Lebensmitteln aus? Einen Teil dieser Prozesse habe ich mir im Rahmen meiner Bachelorarbeit angeschaut. Ich habe ausschließlich Bio-Höfe besucht, um mir ein eigenes Bild von "alternativer Landwirtschaft" zu machen. Die Arbeit ermöglicht Interessierten einen neutralen Einblick hinter die Kulisse unserer Lebensmittel und schafft eine Anregung für einen bewussteren Konsum.
Welchen Einfluss haben Erinnerungen auf unser Bewusstsein und wie definieren sie uns als Individuum? Erinnerungen gehen verloren — sei es durch einfaches Vergessen, traumatische Erlebnisse oder Krankheit. Aber wie sehr wirkt sich das Vergessen auf unsere Persönlichkeit aus? Wenn wichtige Erlebnisse aus unserer Erinnerung verschwinden, bleiben wir dann noch wir selbst?
Für die gestalterische Auseinandersetzung mit diesen Fragen wurde das Medium Film gewählt. Der Film führt uns auf eine Reise durch die Erinnerungs- und Gedankenwelt einer Person, die ihre Erinnerung verloren hat. Mit der Hilfe des Psychologen Dr. Daniel Rose soll ein Memory-Backup durchgeführt werden, um die verlorenen Erinnerungen wiederherzustellen. Dabei sollen ihre Erinnerungen neu aufgesetzt werden, um ihr altes Bewusstsein zurückzugewinnen. Stück für Stück werden die verlorenen Erinnerungen in verschiedenen Bewusstseinsphasen zusammengesetzt und mit ihnen löst sich das Rätsel ihres Verschwindens.
Let´s change fashion!: Eine Image-Kampagne der Fair Wear Foundation
für faire und nachhaltige Mode.
(2021)
Fast Fashion-Ketten beherrschen die Modewelt. Doch einige Unternehmen, Siegel und Stiftungen versuchen die Textilindustrie neu umzugestalten. Um die Modeindustrie nachhaltig zu verändern, müssen allerdings auch den Kunden die schlechten Arbeitsbedingungen und die negativen Einflüsse der Textilbranche auf die Umwelt bewusst werden.
Das konkrete Ziel der erstellten Kampagne ist es, modebewusste Menschen davon zu überzeugen Fast Fashion hinter sich zu lassen. Es soll also ein Umdenken bei den Konsumenten stattfinden. Die Fair Wear Foundation und ihre Mitglieder vertreten die Vision, dass Mode auch fair und nachhaltig sein kann. Genau diese Vision soll mit der Kampagne vermittelt und an die Konsumenten weitergetragen werden.
Wie real ist unsere Realität? Wie »wirklich« ist das, was wir wahrnehmen und wie »wahr« kann die »Wahrheit« eigentlich sein? Medial vermittelte Informationen spielen für den Prozess der Meinungsbildung eine entscheidende Rolle. In der Wanderausstellung real:ly? geht es um einen Perspektivwechsel. Am Beispiel der »Atomwaffentests auf den Marshallinseln« wird das medial erzeugte Bild amerikanischer Berichterstattung persönlichen Geschichten der Marshaller*innen gegenübergestellt: Technologischer Fortschritt, das Wettrüsten mit der UdSSR und die Macht über die Atombombe treffen auf Erzählungen über Zwangsumsiedlung, Krankheit, Ausbeutung und Abhängigkeit. real:ly? soll daran erinnern, die andere Seite der Medaille zu bedenken und eine andere Perspektive einzunehmen, bevor man seine Meinung bildet. Denn alles, was wir zu wissen glauben, ist nur ein kleiner Teil der ganzen Geschichte.
Die Zeit befindet sich im ständigen Wandel. Mit ihr verbindet man Zukunft, Vergangenheit und Gegenwart. Letzteres prägt das jetzige Dasein. Der Zeitwandel ist ein Prozess, über den wir uns meist erst nach Jahren bewusstwerden. Besonders, wenn man das Dorf, in welchem man aufgewachsen ist, näher betrachtet, fällt einem auf, was sich im Laufe der Jahre architektonisch oder infrastrukturell verändert hat. So stellt sich die Frage, wie das Dorf im letzten Jahrhundert ausgesehen hat. Wie sah es vor, während und nach den beiden Weltkriegen aus? Wie war das Dorfleben in der Zwischenkriegszeit? Was hat sich im letzten Jahrhundert verändert? Diese Arbeit zeigt den Wandel der Zeit, kombiniert aus Vergangenheit und Gegenwart. Damalige Aufnahmeorte wurden erneut aufgesucht, die Fotos aus der gleichen Position wurden neu abgelichtet und miteinander kombiniert.
Da die Gesellschaft in Deutschland immer älter wird, steigt auch die Nachfrage nach Gehhilfen wie beispielsweise einem Rollator. Im Alter steigt das Erkrankungsrisiko für Krankheiten, die die Mobilität erschweren können. An diesem Punkt setzt der Rollator MORO an und bietet wieder Sicherheit beim Gehen.
Für den MORO sind Hindernisse wie Bordsteinkanten kein Problem, da er sie mit speziellen Rädern spielend überwinden kann. Zusätzlich bietet er ergonomische Handgriffe, die entsprechend der jeweiligen Krankheit angepasst und ausgetauscht werden können sowie einen Sitz und eine Rückenlehne. Da der MORO aus Carbon hergestellt wird, ist er leicht in der Handhabung und somit wird die Mitnahme im Auto oder Bus und Bahn erleichtert. Durch seine verbesserte Ergonomie, individueller Anpassung und Leichtigkeit kann man wieder selbstständig durch die Welt gehen.
Living Books ist ein in Aachen stationiertes Event der Buchhandlungskette Mayersche, welches Kinder und Jugendliche zum Lesen animieren soll, indem Technik und Unterhaltungsmedien mit dem Buch verbunden werden. Hierzu werden die Möglichkeiten der virtuellen Realität genutzt sowie einzigartige Marketingstrategien, die sich ebenfalls neuartiger Technik bedienen, um das Interesse und die Neugierde junger Menschen zu wecken. Vor Ort wird man zum ersten Mal mit dem Buch konfrontiert. Bis dahin wirkt das Event schlichtweg wie ein Fantreffen zu Buchverfilmungen. Nacheinander betreten die jungen Besucher mithilfe einer VR-Brille eine Welt, die einem Buch entstammt, um ihnen die Geschichte spielerisch näherzubringen. Mithilfe der neuen Welt und einem plötzlichen Ende soll Neugierde für das Buch geweckt werden. Das Interesse für die Geschichte soll am Ende größer sein als die Abneigung gegen das Lesen.
Der arbeitsrechtlich richtige Umgang mit Zeiten einer Dienstreise kann in der betrieblichen Praxis Probleme bereiten. Ob die Reisezeiten als solche Arbeitszeit i. S. des Arbeitszeitgesetzes (ArbZG ) darstellen, also bspw. auf die tägliche Höchstarbeitszeit angerechnet werden müssen oder nicht, ist oftmals genauso unklar wie die Frage, ob und inwieweit Reisezeiten vergütungspflichtig sind. Aber auch, ob ein Arbeitnehmer überhaupt zur Durchführung einer Dienstreise verpflichtet werden kann, ist ein möglicher Anlass von Streitigkeiten zwischen den Arbeitsvertragsparteien, wie verschiedene Gerichtsentscheidungen zeigen. Der nachfolgende Beitrag beantwortet die aufgeworfenen Fragen und gibt hierzu einen praxisorientierten Überblick.
Conventional EEG devices cannot be used in everyday life and hence, past decade research has been focused on Ear-EEG for mobile, at-home monitoring for various applications ranging from emotion detection to sleep monitoring. As the area available for electrode contact in the ear is limited, the electrode size and location play a vital role for an Ear-EEG system. In this investigation, we present a quantitative study of ear-electrodes with two electrode sizes at different locations in a wet and dry configuration. Electrode impedance scales inversely with size and ranges from 450 kΩ to 1.29 MΩ for dry and from 22 kΩ to 42 kΩ for wet contact at 10 Hz. For any size, the location in the ear canal with the lowest impedance is ELE (Left Ear Superior), presumably due to increased contact pressure caused by the outer-ear anatomy. The results can be used to optimize signal pickup and SNR for specific applications. We demonstrate this by recording sleep spindles during sleep onset with high quality (5.27 μVrms).
One central challenge for self-driving cars is a proper path-planning. Once a trajectory has been found, the next challenge is to accurately and safely follow the precalculated path. The model-predictive controller (MPC) is a common approach for the lateral control of autonomous vehicles. The MPC uses a vehicle dynamics model to predict the future states of the vehicle for a given prediction horizon. However, in order to achieve real-time path control, the computational load is usually large, which leads to short prediction horizons. To deal with the computational load, the control algorithm can be parallelized on the graphics processing unit (GPU). In contrast to the widely used stochastic methods, in this paper we propose a deterministic approach based on grid search. Our approach focuses on systematically discovering the search area with different levels of granularity. To achieve this, we split the optimization algorithm into multiple iterations. The best sequence of each iteration is then used as an initial solution to the next iteration. The granularity increases, resulting in smooth and predictable steering angle sequences. We present a novel GPU-based algorithm and show its accuracy and realtime abilities with a number of real-world experiments.
Test-retest reliability of the internal shoulder rotator muscles' stretch reflex in healthy men
(2021)
Until now the reproducibility of the short latency stretch reflex of the internal rotator muscles of the glenohumeral joint has not been identified. Twenty-three healthy male participants performed three sets of external shoulder rotation stretches with various pre-activation levels on two different dates of measurement to assess test-retest reliability. All stretches were applied with a dynamometer acceleration of 104°/s2 and a velocity of 150°/s. Electromyographical response was measured via surface EMG. Reflex latencies showed a pre-activation effect (ƞ2 = 0,355). ICC ranged from 0,735 to 0,909 indicating an overall “good” relative reliability. SRD 95% lay between ±7,0 to ±12,3 ms.. The reflex gain showed overall poor test-retest reproducibility. The chosen methodological approach presented a suitable test protocol for shoulder muscles stretch reflex latency evaluation. A proof-of-concept study to validate the presented methodical approach in shoulder involvement including subjects with clinically relevant conditions is recommended.
This book provides a compact introduction to the bootstrap method. In addition to classical results on point estimation and test theory, multivariate linear regression models and generalized linear models are covered in detail. Special attention is given to the use of bootstrap procedures to perform goodness-of-fit tests to validate model or distributional assumptions. In some cases, new methods are presented here for the first time.
The text is motivated by practical examples and the implementations of the corresponding algorithms are always given directly in R in a comprehensible form. Overall, R is given great importance throughout. Each chapter includes a section of exercises and, for the more mathematically inclined readers, concludes with rigorous proofs. The intended audience is graduate students who already have a prior knowledge of probability theory and mathematical statistics.