Browsing by Author "Weber, Christoph"

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Entwicklung eines Effizienzkriteriums für eine klimaschutzorientierte KWK-Förderung : Gutachten
(2000) Blesl, Markus; Dicke, Norbert; Fahl, Ulrich; Voß, Alfred; Weber, Christoph
Ein Effizienzkriterium für eine klimaschutzorientierte Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) basiert auf der Ermittlung der CO2-Einsparungen durch KWK-Anlagen im Vergleich zu einem Referenzsystem. Gemäß der ermittelten CO2-Einsparungen werden den KWK-Anlagenbetreibern Klimaschutzzertifikate zugesprochen, welche an einem vom Strommarkt getrennten Markt gehandelt werden können. Dabei sollte das Ziel der CO2-Reduktion nicht dadurch außer Kraft gesetzt werden, dass versucht wird, mit dem selben Förderinstrument gleichzeitig andere energiepolitische Ziele, z. B. des KWK-Bestandsschutzes oder der Versorgungssicherheit durch einen Einsatz von heimischen Kohlen, zu verwirklichen. Der Vorteil eines Modells der Quotierungspflicht für das Halten von CO2-Vermeidungszertifikaten liegt darin, dass besonders CO2-effiziente KWK-Anlagen, also solche mit einer hohen CO2-Einsparung auch besonders von einem mit den KWK-Bons verbundenen Zertifikatshandel profitieren. Hierdurch wird ein hoher Anreiz gegeben, Anlagen – sowohl bestehende, als auch Neuanlagen – zu verbessern sowie bei Neuanlagen auf einen hohen technischen Stand zu achten. Des Weiteren können durch ein so ausgestaltetes Zertifikatshandelsmodell für KWK-Bons bereits Erfahrungen gesammelt werden, welche für die Einführung eines allgemeinen CO2-Zertifikatehandelsmodells nützlich sind. Weiterhin bereitet die Einführung eines Modells von KWK-Klimaschutzzertifikaten auf eine EU-weite Einführung eines CO2-Zertifikatehandels vor. Zwischen der Einführung der KWK-Bons für die vermiedenen CO2-Emissionen und dem allgemeinen CO2-Zertifikatehandel sind auch mehrere Zwischenstufen denkbar.
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Improving the thermal properties of aircraft cabin interiors with the integration of vacuum insulation panels
(2022) Latsuzbaya, Vakhtang; Middendorf, Peter; Völkle, Dietmar; Weber, Christoph
Commercial aircrafts require insulation to protect passengers in the cabin from thermal and acoustic loads. The conventional insulation in aircrafts consists of blankets made from layers of glass wool wrapped in foil that keeps the glass wool from being adversely affected by the environment. There is a potential to improve the thermal and acoustic properties of the cabin by replacing the interior panels with conventional secondary insulation by new panels combined with vacuum insulation panels (VIP). This article is focusing on the study of the VIP integration into the interior panels. First, the new structure solutions are defined on the basis of a requirement analysis for interior panels and VIP and theoretical analysis. Second, the manufacturing feasibility study for the new solutions is performed. The results show that the new structures can be manufactured. Third, the thermal properties of the new structure solutions are measured. The test results show a decrease of thermal conductivity of the new panels by a factor of 3-6 compared to the conventional solutions. Finally, the impact of the hot molding press on the vacuum maintaining inside the VIP is investigated. The trials demonstrate that the high barrier films can withstand high-temperature and pressure conditions and that the thermal conductivity of the test specimens didn’t worsen after 1 year.
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Ökonomische und ökologische Bewertung der elektrischen Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizungssystemen
(2001) Leven, Bernd; Neubarth, Jürgen; Weber, Christoph
In dieser Studie werden unterschiedliche Wärmepumpen-Heizungsanlagen im Vergleich zu anderen Heizungssystemen anhand ökologischer und ökonomischer Kenngrößen bewertet. Einleitend erfolgt eine Beschreibung wesentlicher technologischer Merkmale von Wärmepumpenanlagen sowie eine Analyse des aktuellen Wärmepumpenmarktes und des Stands der Technik. Die Marktrecherchen zeigen als wesentliches Ergebnis, dass in Deutschland derzeit nur etwa 2 % der Neubauten mit Wärmepumpenheizungen ausgestattet sind. Vergleicht man dies mit anderen Ländern wie der Schweiz, wo 35 % der neugebauten Einfamilienhäuser mit Wärmepumpen ausgestattet werden, so lässt sich ein sehr großes Marktpotenzial für Wärmepumpen-Heizungsanlagen in Deutschland ableiten. Die zur Ermittlung des Stands der Technik von Wärmepumpenanlagen durchgeführte Herstellerbefragung zeigt, dass ein breites Angebot an Wärmepumpen in Deutschland vorhanden ist, das kontinuierlich weiterentwickelt wird. Die technische Weiterentwicklung wird u. a. in einer höheren Effizienz von Wärmepumpenanlagen und im Ausstieg aus der Anwendung von umweltschädigenden chlorierten Kältemitteln sichtbar. Der ökologische und ökonomische Vergleich von Wärmepumpen-Heizungsanlagen mit anderen Systemen zur Raumwärmebereitstellung und Trinkwassererwärmung wird für vier ausgewählte Versorgungsaufgaben im Neu- und Altbaubereich durchgeführt. Als Versorgungssysteme werden hierbei Wärmepumpenanlagen mit den Wärmequellen Erdreich, Grundwasser und Außenluft sowie konventionelle öl- und gasbefeuerte Anlagen und Holzpellet-Systeme betrachtet. Die ökologische Betrachtung der untersuchten Versorgungssysteme erfolgt anhand von Lebenswegbilanzen für den Endenergiebedarf, den Bedarf an erschöpflichen Energieträgern sowie für die CO2- und SO2-Äquivalent-Emissionen. Die ökonomische Analyse wird anhand der Annuitäten bzw. jährlichen Kosten sowie der Wärmegestehungskosten der einzelnen Versorgungssysteme durchgeführt. Bei dieser ökologischen und ökonomischen Analyse zeigt sich, dass Wärmepumpen-Systeme niedrigere CO2-Äquivalent-Emissionen als ölbefeuerte Systeme aufweisen. Wird als Wärmequelle das Erdreich oder Wasser verwendet, so sind die CO2-Äquivalent-Emissionen der Wärmepumpenanlagen auch niedriger als bei gasbefeuerten Anlagen. Hinsichtlich der SO2-Äquivalent-Emissionen liegen die Wärmepumpen-Systeme geringfügig über den gasbeheizten Systemen, jedoch deutlich unter denen der Ölheizung und Holzpelletsysteme, die die höchsten SO2-Äquivalent-Emissionen aufweisen. Die Wärmegestehungskosten der Wärmepumpen-Systeme liegen etwa im Bereich der ölbefeuerten Anlagen. Im Vergleich zu gasbefeuerten Systemen sind sie jedoch tendenziell höher. Holzpellet-Systeme weisen zwar die mit Abstand niedrigsten CO2-Äquivalent-Emissionen auf, jedoch sind ihre Wärmegestehungskosten deutlich höher als bei den anderen untersuchten Systemen.
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Regelenergiemarkt in Deutschland - Ausgestaltung und Preisanalyse
(2003) Swider, Derk Jan; Weber, Christoph
Im Rahmen dieses Beitrags werden die Charakteristika der neu entstehenden Regelenergiemärkte in Deutschland beschrieben und der Zusammenhang zwischen der Ausgestaltung der Märkte und den zu beobachtenden Preisen analysiert. Ausgehend von einer Darstellung der aktuellen Ausgestaltung der in Deutschland eingeführten Regelenergiemärkte zeigt sich, dass erhebliche Anreize zur strategischen Preisstellung bestehen, die v. a. durch eine Erhöhung der Marktliquidität in Folge eines Poolens der Nachfrage gemindert werden können. Eine genauere Betrachtung der Preisentwicklung und -verteilung der veröffentlichten historischen Tagesmittelwerte der Leistungspreise für positive Minutenreserve zeigt, dass erst mit Anwendung moderner ökonometrischer Methoden eine ausreichende Modellierung der vorliegenden Preisverteilung erreicht werden kann.
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Thermomechanical analysis of thermoplastic mono-material sandwich structures with honeycomb core
(2024) Latsuzbaya, Temuri; Middendorf, Peter; Voelkle, Dietmar; Weber, Christoph
The application of fiber-reinforced thermoplastic mono-material sandwich panels has many advantages, such as recyclability, reduction in processing cycle times, integration of additional elements by means of welding, and a great potential for in-line production. The most efficient way to produce a curved thermoplastic sandwich panel is thermoforming, which has several challenges. One of them is to achieve a higher thermal gradient in the panel. On the one hand, the temperature at the skin-core interface must exceed the softening point of the polymer to reach a sufficient bonding degree. On the other hand, the core should not be overheated and overloaded to avoid its collapse. Furthermore, several fiber distortions, such as wrinkles or buckles, can be developed during thermoforming. All these flaws have a negative impact on the mechanical performance of the sandwich structure. The objective of this study is the development of a simulation tool for the thermoforming process, which can replace the time-consuming trial-and-error-based method. Therefore, a coupled thermomechanical model was developed for a novel thermoplastic sandwich structure, which is able to predict the temperature distribution and its influence on the mechanical properties of the panel. Experimental trials were conducted to validate the thermomechanical forming model, which demonstrated a good agreement with numerical results.