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Koaxiale Stahlenergiepfähle
(2021)
Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt.
A generalized shear-lag theory for fibres with variable radius is developed to analyse elastic fibre/matrix stress transfer. The theory accounts for the reinforcement of biological composites, such as soft tissue and bone tissue, as well as for the reinforcement of technical composite materials, such as fibre-reinforced polymers (FRP). The original shear-lag theory proposed by Cox in 1952 is generalized for fibres with variable radius and with symmetric and asymmetric ends. Analytical solutions are derived for the distribution of axial and interfacial shear stress in cylindrical and elliptical fibres, as well as conical and paraboloidal fibres with asymmetric ends. Additionally, the distribution of axial and interfacial shear stress for conical and paraboloidal fibres with symmetric ends are numerically predicted. The results are compared with solutions from axisymmetric finite element models. A parameter study is performed, to investigate the suitability of alternative fibre geometries for use in FRP.
Soziale Netzwerke sind aus dem Alltag nicht wegzudenken. Es vergeht keine Sekunde, in der nicht abertausende Status-Updates, Kommentare und Nachrichten rund um den Globus versendet werden. Die Stellung als Informations- und Kommunikationsmedium macht die Betreiber solcher Plattformen - zahlreichen Skandalen zum Trotz - zu den Internetgiganten unserer Zeit. Insoweit ist es nicht verwunderlich, dass die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) auch und gerade mit dem Ziel angetreten ist, soziale Netzwerke zu regulieren.
Die datenschutzrechtliche Diskussion fokussierte sich vor allem auf die Betreiber von sozialen Netzwerken. Unter welchen Umständen welches Recht auf wen Anwendung findet, wer für welche Tätigkeiten verantwortlich ist, und unter welchen Bedingungen eine Verarbeitung rechtmäßig ist, wurde bislang nur pauschal beantwortet. Bei Web 2.0-Plattformen wirkt jedoch eine Vielzahl von Beteiligten zusammen, bei denen Art der Verarbeitung, verfolgte Zwecke und mögliche Rechtsgrundlagen divergieren. Dies macht eine sorgfältige Differenzierung notwendig. Das vorliegende Werk analysiert die Handlungen von Netzwerkbetreibern, Fansite-Betreibern und Nutzern in sozialen Netzwerken und zeigt gleichermaßen Voraussetzungen wie praxistaugliche Lösungen für eine datenschutzkonforme Datenverarbeitung in Hinblick auf alle Beteiligten unter der DSGVO auf.
Schwerpunkte sind die Anwendbarkeit der DSGVO, der Umfang der Verantwortlichkeit der einzelnen Akteure und die Rechtmäßigkeit der Verarbeitung. Daneben werden auch jene Besonderheiten der DSGVO, die spezifische Relevanz für soziale Netzwerke entfalten, ausführlich behandelt. Hierzu zählt etwa das Haushaltsprivileg, die Verarbeitung "sensibler" Daten, das Kopplungsverbot, das Recht auf Datenübertragbarkeit, Privacy by Default oder das vielzitierte "Recht auf Vergessenwerden".
Kein Urteil zum Datenschutzrecht sorgte im vergangenen Jahr für mehr panische Reaktionen als die Entscheidung des EuGH in der Rechtssache “Wirtschaftsakademie Schleswig-Holstein”(C-210/16). Das Urteil warf in datenschutzrechtlicher Literatur und Öffentlichkeit zahlreiche Fragen auf: Ist jetzt jeder “gemeinsam” Verantwortlicher? Was sind die Kriterien? Der EuGH hat kürzlich in einem – dem allgemeinen Vernehmen nach aufsehenerregenden, de facto aber kaum überraschenden – Urteil für Klarheit gesorgt. Dabei hat das Gericht jedoch einige Fragen offengelassen und neue Fragen aufgeworfen. Ein Blick auf alte und neue Herausforderungen in Kooperationsszenarien.
Das Kopplungsverbot verbietet, die Nutzung einer Dienstleistung von der Erteilung einer nicht für die Leistungserbringung erforderlichen Einwilligung abhängig zu machen. Personalisierte Werbung wird hierdurch erheblich erschwert. Anbieter können jedoch durch Bereitstellung eines alternativen, einwilligungsfreien Zugangs zu derselben Leistung ihren Dienst datenschutzkonform anbieten. Ein solcher Zugang muss nicht zwingend in Form eines fixen Entgelts gestaltet sein. Vielmehr ist es datenschutzrechtlich in gewissem Umfang zulässig, Preise unter Einbeziehung personenbezogener Daten dynamisch zu gestalten.
Kurz vor der parlamentarischen Sommerpause hat der Bundestag am 28.6.2019 das 2. Datenschutz-Anpassungs- und Umsetzungsgesetz EU (2. DSAnpUG-EU) beschlossen, der Bundesrat hat diesem Gesetz am 20.9.2019 zugestimmt. Das Artikelgesetz, welches im sog. Omnibusverfahren zahlreiche Gesetze auf Bundesebene ändert, soll zur Vereinheitlichung und Anpassung des Bundesrechts an die seit Mai 2018 geltende Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) beitragen.
In this paper we investigate the use of deep neural networks for 3D object detection in uncommon, unstructured environments such as in an open-pit mine. While neural nets are frequently used for object detection in regular autonomous driving applications, more unusual driving scenarios aside street traffic pose additional challenges. For one, the collection of appropriate data sets to train the networks is an issue. For another, testing the performance of trained networks often requires tailored integration with the particular domain as well. While there exist different solutions for these problems in regular autonomous driving, there are only very few approaches that work for special domains just as well. We address both the challenges above in this work. First, we discuss two possible ways of acquiring data for training and evaluation. That is, we evaluate a semi-automated annotation of recorded LIDAR data and we examine synthetic data generation. Using these datasets we train and test different deep neural network for the task of object detection. Second, we propose a possible integration of a ROS2 detector module for an autonomous driving platform. Finally, we present the performance of three state-of-the-art deep neural networks in the domain of 3D object detection on a synthetic dataset and a smaller one containing a characteristic object from an open-pit mine.
The recovery of waste heat requires heat exchangers to extract it from a liquid or gaseous medium into another working medium, a refrigerant. In Organic Rankine Cycles (ORC) on Combustion Engines there are two major heat sources, the exhaust gas and the water/glycol fluid from the engine’s cooling circuit. A heat exchanger design must be adapted to the different requirements and conditions resulting from the heat sources, fluids, system configurations, geometric restrictions, and etcetera. The Stacked Shell Cooler (SSC) is a new and very specific design of a plate heat exchanger, created by AKG, which allows with a maximum degree of freedom the optimization of heat exchange rate and the reduction of the related pressure drop. This optimization in heat exchanger design for ORC systems is even more important, because it reduces the energy consumption of the system and therefore maximizes the increase in overall efficiency of the engine.
Water suppliers are faced with the great challenge of achieving high-quality and, at the same time, low-cost water supply. Since climatic and demographic influences will pose further challenges in the future, the resilience enhancement of water distribution systems (WDS), i.e. the enhancement of their capability to withstand and recover from disturbances, has been in particular focus recently. To assess the resilience of WDS, graph-theoretical metrics have been proposed. In this study, a promising approach is first physically derived analytically and then applied to assess the resilience of the WDS for a district in a major German City. The topology based resilience index computed for every consumer node takes into consideration the resistance of the best supply path as well as alternative supply paths. This resistance of a supply path is derived to be the dimensionless pressure loss in the pipes making up the path. The conducted analysis of a present WDS provides insight into the process of actively influencing the resilience of WDS locally and globally by adding pipes. The study shows that especially pipes added close to the reservoirs and main branching points in the WDS result in a high resilience enhancement of the overall WDS.
Verantwortlichkeit, Data Breach, das Ende von Fax & E-Mail: Aufsichtsbehörden mit streitbaren Thesen
(2020)
EDPB: Europäische Aufsichtsbehörden mit neuen Guidelines zur datenschutzkonformen Einwilligung
(2020)
Nach dem Scheitern des Privacy Shield hofft der Datenschutzberater Alexander Golland, dass die europäischen Behörden bald konkrete Maßnahmen für den Datentransfer in Drittländer vorschlagen. Auch kleine Unternehmen müssten die Herausforderung bewältigen – sonst wäre das Urteil nur Wasser auf die Mühlen jener, die ohnehin über den Datenschutz schimpfen.
Das „Recht auf Vergessenwerden“ unter Geltung der DSGVO: Anwendungsbereich und Rechtmäßigkeit
(2019)
Das „Recht auf Vergessenwerden“ unter Geltung der DSGVO: Rechtmäßigkeit der Anzeige sensibler Daten
(2019)
Aufsicht und Rechtsdurchsetzung bei unzulässigem Einsatz von Cookies & Co. unter Geltung des TTDSG
(2022)
Booster stations can fulfill a varying pressure demand with high energy-efficiency, because individual pumps can be deactivated at smaller loads. Although this is a seemingly simple approach, it is not easy to decide precisely when to activate or deactivate pumps. Contemporary activation controls derive the switching points from the current volume flow through the system. However, it is not measured directly for various reasons. Instead, the controller estimates the flow based on other system properties. This causes further uncertainty for the switching decision. In this paper, we present a method to find a robust, yet energy-efficient activation strategy.
Cheap does not imply cost-effective -- this is rule number one of zeitgeisty system design. The initial investment accounts only for a small portion of the lifecycle costs of a technical system. In fluid systems, about ninety percent of the total costs are caused by other factors like power consumption and maintenance. With modern optimization methods, it is already possible to plan an optimal technical system considering multiple objectives. In this paper, we focus on an often neglected contribution to the lifecycle costs: downtime costs due to spontaneous failures. Consequently, availability becomes an issue.
In times of planned obsolescence the demand for sustainability keeps growing. Ideally, a technical system is highly reliable, without failures and down times due to fast wear of single components. At the same time, maintenance should preferably be limited to pre-defined time intervals. Dispersion of load between multiple components can increase a system’s reliability and thus its availability inbetween maintenance points. However, this also results in higher investment costs and additional efforts due to higher complexity. Given a specific load profile and resulting wear of components, it is often unclear which system structure is the optimal one. Technical Operations Research (TOR) finds an optimal structure balancing availability and effort. We present our approach by designing a hydrostatic transmission system.
The conference center darmstadtium in Darmstadt is a prominent example of energy efficient buildings. Its heating system consists of different source and consumer circuits connected by a Zortström reservoir. Our goal was to reduce the energy costs of the system as much as possible. Therefore, we analyzed its supply circuits. The first step towards optimization is a complete examination of the system: 1) Compilation of an object list for the system, 2) collection of the characteristic curves of the components, and 3) measurement of the load profiles of the heat and volume-flow demand. Instead of modifying the system manually and testing the solution by simulation, the second step was the creation of a global optimization program. The objective was to minimize the total energy costs for one year. We compare two different topologies and show opportunities for significant savings.
Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit sind wichtige Anforderungen bei der Planung langlebiger technischer Systeme. Meist werden bei Lebensdaueroptimierungen lediglich einzelne Komponenten vordefinierter Systeme untersucht. Ob eine optimale Lebensdauer eine gänzlich andere Systemvariante bedingt, wird nur selten hinterfragt. Technical Operations Research (TOR) erlaubt es, aus Obermengen technischer Systeme automatisiert die lebensdaueroptimale Systemstruktur auszuwählen. Der Artikel zeigt dies am Beispiel eines hydrostatischen Getriebes.
Gearboxes are mechanical transmission systems that provide speed and torque conversions from a rotating power source. Being a central element of the drive train, they are relevant for the efficiency and durability of motor vehicles. In this work, we present a new approach for gearbox design: Modeling the design problem as a mixed-integer nonlinear program (MINLP) allows us to create gearbox designs from scratch for arbitrary requirements and—given enough time—to compute provably globally optimal designs for a given objective. We show how different degrees of freedom influence the runtime and present an exemplary solution.
Resilience as a concept has found its way into different disciplines to describe the ability of an individual or system to withstand and adapt to changes in its environment. In this paper, we provide an overview of the concept in different communities and extend it to the area of mechanical engineering. Furthermore, we present metrics to measure resilience in technical systems and illustrate them by applying them to load-carrying structures. By giving application examples from the Collaborative Research Centre (CRC) 805, we show how the concept of resilience can be used to control uncertainty during different stages of product life.
The understanding that optimized components do not automatically lead to energy-efficient systems sets the attention from the single component on the entire technical system. At TU Darmstadt, a new field of research named Technical Operations Research (TOR) has its origin. It combines mathematical and technical know-how for the optimal design of technical systems. We illustrate our optimization approach in a case study for the design of a ventilation system with the ambition to minimize the energy consumption for a temporal distribution of diverse load demands. By combining scaling laws with our optimization methods we find the optimal combination of fans and show the advantage of the use of multiple fans.