07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik
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Item Open Access Techno-ökonomische Auslegung von Stromspeichern für Fabriken(Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, 2022) Zimmermann, Fabian; Sauer, Alexander (Prof. Dr.-Ing.)Für Industrieunternehmen gewinnt der Einsatz von Stromspeichern zunehmend an Bedeutung, da die Kosten für eine sichere und qualitativ hochwertige Energieversorgung kontinuierlich steigen. Insbesondere durch die volatile Erzeugung erneuerbarer Energien und daraus resultierenden schwankenden Strompreisen ergibt sich ein wirtschaftliches Potenzial für die Integration von Stromspeichern. Die vorliegende Arbeit beantwortet aus diesem Grund die Frage, wie Stromspeicher für Fabriken techno-ökonomisch ausgelegt werden können. Ziel ist es, einen Stromspeicher sowohl für die Einsatzoption Netzentgeltreduktion durch Spitzenlastreduktion und atypische Netznutzung als auch für multifunktionale Einsatzoptionen auszulegen und über die Lebensdauer ökonomisch zu bewerten. Durch die multifunktionalen Einsatzoptionen werden mehrere Einsatzoptionen mit einem Stromspeicher bedient, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. In dieser Arbeit werden die Einsatzoptionen Netzentgeltreduktion, Eigenverbrauchsoptimierung und Arbitrage-Handel in unterschiedlichen Möglichkeiten kombiniert. Hierzu werden die Stromspeichertechnologien Blei-Batterie, Natrium-Batterie, Lithium-Batterie und Redox-Flow-Batterie untersucht. Der Fokus der Arbeit liegt auf dem elektrischen Energieversorgungssystem der Fabrik inklusive erneuerbarer Energien. Die Ergebnisse zeigen jeweils eine Konfiguration für die Blei-Batterie, die Natrium-Batterie, die Lithium-Batterie und die Redox-Flow-Batterie sowie einen Fahrplan des jeweiligen Stromspeichers. Im Rahmen von zwei untersuchten Fallbeispielen aus der Praxis konnte für beide jeweils ein wirtschaftlicher Stromspeicher ausgelegt werden. Es zeigte sich, dass die Investition in einen Stromspeicher zur Netzentgeltreduktion für Unternehmen wirtschaftlich sein und die Energiekosten langfristig und dauerhaft reduziert werden können.Item Open Access Transformationsmodell für nachhaltige Stadtsysteme : Entwicklung und Erprobung eines systemischen Technologiemanagementansatzes für Städte(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2019) Radecki, Alanus von; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)In der vorliegenden Dissertation wird ein neues Transformationsmodell für eine nachhaltige Entwicklung von Städten entwickelt und erprobt - das „Morgenstadt-Modell“. Dabei wird zunächst auf Basis der Analyse von sechs globalen Vorreiterstädten ein Modell erstellt, welches die Nachhaltigkeitsperformanz von Städten misst und als Ausgangspunkt für die Entwicklung städtischer Nachhaltigkeitsstrategien dient. Dieses Modell wird anschließend anhand der tschechischen Hauptstadt Prag erprobt und hinsichtlich seiner Tauglichkeit bewertet.Item Open Access Auslegung von Kugelgewindetrieben bei oszillierenden Bewegungen und dynamischer Belastung(Stuttgart : Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design, 2017) Münzing, Thomas; Binz, Hansgeorg (Prof. Dr.-Ing.)Item Open Access Entwicklung einer Methode zur systemdynamischen Modellierung im urbanen Raum(Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2024) Hertwig, Michael M.; Riedel, Oliver (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Das produzierende Gewerbe sorgte für einen Wohlstandszuwachs, doch die zunehmende Tertiarisierung reduzierte die Attraktivität der Fabrik. Zunehmend sind Fabriken in unmittelbarer Nähe zu Wohnarealen Konflikten ausgesetzt, was eine Neugestaltung der urbanen Produktion erforderlich macht. Eine urbane Produktion ist sowohl ökologisch positiv, sozial stärkend als auch ökonomisch erfolgreich. Dafür erfolgt eine Einordnung des Begriffs sowie relevanter Rahmenbedingungen. Die unterschiedlichen Zieldimensionen erschweren den Unternehmen, Maßnahmen hinsichtlich ihrer langfristigen Wirkung zu bewerten und monetäre Auswirkungen abzuschätzen. Mit dem beschriebenen Modell soll es möglich sein, die Wirkung von Maßnahmen mit längerem Betrachtungshorizont zu untersuchen, um ausgehend von Kennwerten der aktuellen Situation eine Entwicklungsperspektive aufzuzeigen. Als optimale Modellierungsmethode wurde die Systemdynamik identifiziert. Unter Verwendung vorhandener Modelle wurden wiederverwendbare Bestandteile geeignet adaptiert. Mit Anwendungsfällen konnte das vorliegende Modell als Basis für die Unternehmensweiterentwicklung genutzt werden, indem Maßnahmen bewertet werden.