Vorarlberg University of Applied Sciences
Online Publication Server University of Applied Science VorarlbergNot a member yet
2106 research outputs found
Sort by
Validierung der Stromnetzberechnungsansätze anhand realer Messungen in der Niederspannungsebene
Get PDFDie politischen Ziele der Energiewende und insbesondere der zunehmende Ausbau der Elektromobilität führt zu steigenden Belastungen in den Niederspannungsnetzen. Eines der Hauptprobleme besteht darin, dass die genauen Informationen über den Zeitpunkt und die Dauer der Ladevorgänge fehlen, was eine präzise Bestimmung des Netzzustandes erschwert - auch deshalb, weil dieser durch die statische Netzberechnung erhoben wird, welche weitestgehend auf Annahmen und nicht zeitreihenbasierten Werten beruht. Im Folgenden wird daher untersucht, wie groß die Abweichungen der Niederspannungsparameter zwischen Trafostation und letztem Kabelverteilschrank bei realen Messungen im Winter im Vergleich zur statischen Worst-Case Berechnung sind. Weiters wird ermittelt, welche Änderungen der Eingangsparameter zu einer Optimierung der Ergebnisse führen. Dafür werden reale Messungen in verschiedenen Niederspannungsspannungsnetzen realisiert und nach einer Analyse der Messergebnisse werden die Eingangsparameter für die Netzberechnung bestimmt. Auf Basis dieser Inputparameter werden vier verschiedene Szenarien gebildet und die Berechnung mit diesen Szenarien durchgeführt. Anschließend werden die Berechnungsergebnisse mit den Messergebnissen verglichen. Der Vergleich der Methoden zeigt, dass die Berechnung den Worst-Case-Fall im Netz sehr realistisch abbildet. Jedoch ist aufällig, dass dieser Fall nur selten vorkommt und die betrachteten Verteilernetze zum größten Teil viel geringer belastet sind. Die 95%-Szenario-Betrachtungen zeigen, dass eine Vernachlässigung der selten vorkommenden Ausreißer zu einer Änderung der Eingangsparameter und einer Optimierung der Netzberechnung führt. Aus der Untersuchung geht zusätzlich hervor, dass die Annahme des Leistungsfaktors cos ϕ mit 0,90 zu niedrig angesetzt ist. Es kann festgehalten werden, dass sich dieser bei allen Netzen zwischen 0,999 und 0,990 befindet. Dieser Eingangsparameter für die statische Worst-Case-Berechnung kann aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse optimiert werden.The political goals of the energy transition and, in particular, the increasing expansion of electromobility are leading to rising loads in the low-voltage networks. One of the main problems is that the exact information about the time and duration of charging processes is missing, which makes a precise determination of the network state difficult - also because this is collected by static network calculation, which is largely based on assumptions and not time series-based values. In the following, it is therefore investigated how large the deviations of the low-voltage parameters between the transformer station and the last power distribution cabinet are for real measurements compared to the static worst-case calculation. Furthermore, it is determined which changes of the input parameters lead to an optimization of the results. For this purpose, real measurements in different low-voltage grids are realized and, after an analysis of the measurement results, the input parameters for the grid calculation are determined. Based on these input parameters, four different scenarios are formed and the calculation is performed with these scenarios. Afterwards, the calculation results are compared with the measurement results. The comparison of the methods shows that the calculation represents the worst case in the network very realistically. However, it is noticeable that this case only rarely occurs and that the distribution networks considered are for the most part much less loaded. The 95% scenario considerations show that neglecting the rarely occurring outliers leads to a change of the input parameters and an optimization of the network calculation. The study also shows that the assumption of the power factor cos ϕ of 0.90 is too low. It can be stated that this is between 0.999 and 0.990 for all networks. This input parameter for the static worst-case calculation can be optimized on the basis of the findings
Object detection of PLC modules using CAD-based synthetic data improved with GANs
Get PDFProgrammable Logic Controller (PLC) modules are used in industrial settings to control and monitor various manufacturing processes. Detecting these modules can be helpful during installation and maintenance. However, the limited availability of real annotated images to train an object detector poses a challenge. This thesis aims to research object detection of these modules on real images by using synthetic data during training. The synthetic images are generated from CAD models and improved with Generative Adversarial Networks (GANs). The CAD models are rendered in different scenes, and perfectly annotated images are automatically saved. A technique called domain randomization is applied during rendering. It renders the modules in different poses with constantly changing backgrounds. As the CAD models do not visually resemble the real modules, it is necessary to improve the synthetic images. This project researches StarGAN and CycleGAN for the task of image-to-image translation. A GAN is trained with real and synthetic images and can then translate between these domains. YOLOv8 and Faster R-CNN are tested for object detection. The best mean Average Precision (mAP) is achieved when training with a synthetic dataset where 50% of the images were improved with StarGAN. When trained with YOLOv8 and evaluated on a real dataset, it achieves a mAP of 84.4%. Overall, the accuracy depends on the quality of the CAD models. Using a GAN improves the detection rate for all modules, but especially for unrealistic CAD models
Simulation study of a sea water heat pump for efficiency and demand coverage
Get PDFDas Wärmequartier wird als entscheidende räumliche Einheit betrachtet, um Effizienzsteigerungen zu ermöglichen. Dabei spielt die Nutzung regionaler Wärmequellen eine wichtige Rolle, um den steigenden Energiebedarf der Menschheit zu decken. Neben der vielversprechenden Nutzung der Erdwärme durch eine Erdwärmepumpe werden in Uferregionen zunehmend Seewasserwärmepumpen eingesetzt, denn diese nutzen die thermische Energie aus dem See, um den Heiz- und Kühlbedarf zu decken. Dabei ist der geschlossene Kreislauf im Vergleich zu dem offenen Kreislauf weniger effizient, aber dafür stabiler und zuverlässiger, da der Wärmeübertrager im See Vereisungs- und Korrosionsprobleme abmildern kann. Aus diesem Grund werden zunehmend Überlegungen an einem in den See eingetauchten Wärmeübertrager angesetzt. Allerdings wird dieses Potential im deutschsprachigen Raum kaum ausgeschöpft. In dieser Studie erfolgt anhand eines Referenzgebäudes eines Wärmequartiers ein simulativer Vergleich eines Erdwärmepumpensystems mit Erdsonden und eines Seewasserwärmepumpensystems mit einem in den See eingetauchten Rohrbündelwärmeübertrager. Für den Rohrbündelwärmeübertrager wurde die Auswirkungen von einer sich veränderten Übertragungsfläche auf die Effizienz analysiert und optimale Eigenschaften definiert. Der Effekt von einem veränderten Nennvolumen der Pufferspeicher auf die Effizienz, die Heizzyklen und die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung und Brauchwarmwassers wurde untersucht. Die Folgen von Temperaturänderungen des Erdreichs und des Seewassers auf die Effizienz des Gesamtsystems wurde zudem betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Systemeffizienz durch die Übertragungsfläche und das Verhältnis zwischen Rohrbündelanzahl und -länge verbessert werden kann. Weitere Ergebnisse zeigen, dass die Seewasserwärmepumpe empfindlicher auf Temperaturänderungen der Wärmequelle reagiert als die Erdwärmepumpe. Es wurde ein abschließender jährlicher Vergleich basierend auf den Erkenntnissen aus den Analysen zu dem Rohrbündelwärmeübertrager und dem Nennvolumen der Pufferspeicher mit dem bestehenden geothermischen Referenzsystem durchgeführt. Die Untersuchung der Ergebnisse ergab, dass die Jahresarbeitszahl der Erdwärmepumpe für die Trinkwassererwärmung höher als die der Seewasserwärmepumpe ist. Für den Heizbetrieb wurde eine geringfügig höhere Jahresarbeitszahl bei der Erdwärmepumpe festgestellt. Dafür ist die Seewasserwärmepumpe robuster hinsichtlich der Effizienz und zuverlässiger bezüglich der Wärmebedarfsdeckung von Heizwärme- und Brauchwarmwasserbedarf.The heating district is regarded as a decisive spatial unit to enable efficiency improvements. In this context, the use of regional heat sources has a major role to play in meeting mankind's growing energy needs. In addition to the promising use of geothermal energy by a geothermal heat pump, lake water heat pumps are increasingly being used in lakeside regions, as these use thermal energy from the lake to cover heating and cooling needs. Closed-loop is less efficient than open-loop, but more stable and reliable because the heat exchanger in the lake can mitigate icing and corrosion problems. For this reason, a heat exchanger immersed in the lake is increasingly being considered. However, this potential is hardly exploited in German-speaking countries. In this study, a simulative comparison of a geothermal heat pump system with ground heat exchangers and a lake water heat pump system with a shell and tube heat exchanger immersed in the lake is carried out based on a reference building of a heat quarter. For the shell and tube heat exchanger, the effect of a changing transfer area on efficiency was analyzed and optimal characteristics defined. The effect of changing the nominal volume of the storage tanks on the efficiency, the heating cycles and the flow temperature of the floor heating and domestic hot water was investigated. The consequences of ground and lake water temperature changes on the overall system efficiency were also considered. The results show that the system efficiency can be improved by the transmission area and the relationship between the number and length of pipe bundles. Other results show that the seawater heat pump is more sensitive to heat source temperature changes than the geothermal heat pump. A final annual comparison was made based on the results of the analyses on the shell-and-tube heat exchanger and the nominal volume of the buffer tanks with the existing geothermal reference system. Examination of the results showed that the annual performance factor of the geothermal heat pump for domestic hot water heating is higher than that of the seawater heat pump. For heating operation, a slightly higher annual performance factor was found for the geothermal heat pump. On the other hand, the seawater heat pump is more robust in terms of efficiency and more reliable in terms of covering the heat demand for heating and domestic hot water
Design and simulation of 3D 1×4 multimode interference splitter
No full textDesign, simulation, and optimization of the 1×4 optical three-dimensional multimode interference splitter using IP-Dip polymer as a core and polydimethylsiloxane (PDMS) Sylgard 184 as a cladding is demonstrated. The splitter was simulated by using beam propagation method in BeamPROP simulation module of RSoft photonic tool and optimized for an operating wavelength of 1.55 μm . According to the minimum insertion loss, the dimensions of the splitter were optimized for a waveguide with a core size of 4×4 μm2 . The objective of the study is to create the design for fabrication by three-dimensional direct laser writing optical lithography
The effect of different events of voluntary employee turnover on a productivity level of a B2B customer service team
Get PDFKomplexe Entscheidungsfindung des Managements – Forschungstrends und Handlungsempfehlungen
Get PDFDie vorliegende Arbeit setzt sich mit Forschungstrends im Bereich der Entscheidungsfindung von Manager:innen auseinander. Dabei stehen komplexe Entscheidungen im Vordergrund. Im theoretischen Teil erfolgte eine Einführung in die Entscheidungstheorie. Anschließend wird die Funktion des Managements als Entscheidungsträger:in thematisiert. Anhand einer vertieften Literarturrecherche wurde eine Trendanalyse durchgeführt, um herauszufinden, welche Themenbereiche besonders viel Aufmerksamkeit in der Forschung über komplexe Managemententscheidungen erlangt haben. Herausgefunden wurde, dass besonders multikriterielle Entscheidungsmethoden beforscht wurden. Es wurde häufig im Bereich Energiewirtschaft, Nachhaltigkeit und Klimawandel geforscht, da hier die Voraussetzungen für komplexe Entscheidungen gegeben sind. Neben mathematisch fundierten Methoden kommen auch heuristische Ansätze zur Komplexitätsreduktion zur Anwendung, lässt sich aus den Forschungsergebnissen ableiten. Insgesamt wurden 12 Trends identifiziert, die sich teilweise überschneiden. Aus den gesichteten Forschungsarbeiten ließen sich Handlungsempfehlungen ableiten, die in einem eigenen Kapitel präsentiert werden
Smart service development in entrepreneurship and intrapreneurship support infrastructures in Vorarlberg and the lake Constance region—Status quo and framework for practitioners
No full textThe role of entrepreneurs and intrapreneurs in the current zeitgeist is to drive innovation, re-shape rigid, established processes in business as well as for consumers. They use new viewpoints to pioneer new (business) models which focus on ‘smartness’ rather than the purely monetary and short-sighted models of yesteryear. Fostering and supporting the culture of this current zeitgeist is a mayor challenge for entre- and intrapreneurial support infrastructures, namely startup centres and innovation hubs of universities and other public institutions as well as innovation centres of private companies. Hereby, support may range from access to funding over provision of resources such as offices or computing hardware to coaching in the development of business ideas and strategic roadmaps for product and service deployment. In this paper, we focus on describing the status-quo of afore- mentioned support infrastructures in Vorarlberg and the Lake Constance region, then extend the scope to existing (international) approaches for aiding founders and inno- vators in the development of smart services. An analysis of success stories of the Vorarlberg startup centre ‘startupstube’ and other initiatives including their compar- ison to international counterparts builds the basis for a methodological framework for (service science) coaching in entre- and intrapreneurial support infrastructures. The paper is concluded by the description of a framework for choosing the right methods and tools to create service value in entre-/intrapreneurship based upon tested, proven know-how and for defining support infrastructure needs based upon pre-defined stakeholder and target groups as well as the (industry) sectors of the innovators
An experimental study of oily wastewater treatment in a humidification–dehumidification system with bubble column humidifier
Get PDFVast amounts of oily wastewater are byproducts of the petrochemical and the shipping industry and to this day frequently discharged into water bodies either without or after insufficient treatment. To alleviate the resulting pollution, water treatment processes are in great demand. Bubble column humidifiers (BCHs) as part of humidification–dehumidification systems are predestined for such a task, since they are insensitive to different feed liquids, simple in design and have low maintenance requirements. While humidification in a bubble column has been investigated plentiful for desalination, a systematic investigation of oily wastewater treatment is missing in literature. We filled this gap by analyzing the treatment of an oil–water emulsion experimentally to derive recommendations for future design and operation of BCHs. Our humidity measurements indicate that the air stream is always saturated after humidification for a liquid height of only 10 cm. A residual water mass fraction of 3.5 wt% is measured after a batch run of six hours. Furthermore, continuous measurements show that an increase in oil mass fraction leads to a decrease in system productivity especially for high oil mass fractions. This decrease is caused by the heterogeneity of the liquid temperature profile. A lower liquid height mitigates this heterogeneity, therefore decreasing the heat demand and improving the overall efficiency. The oil content of the produced condensate is below 15 ppm, allowing discharge into various water bodies. The results of our systematic investigation prove suitability and indicate a strong future potential for the use of BCHs in oily wastewater treatment
Multi-institutionelle Zusammenarbeit zum Schutz und der Unterstützung von gewaltbetroffenen Frauen in Vorarlberg
Get PDFVor über 25 Jahren, im Mai 1997 wurde mit dem Gewaltschutzgesetzes in Österreich eine klare Haltung gegen Gewalt an Frauen gesetzt. Dennoch sind die Zahlen von häuslicher Gewalt gegen Frauen bis heute erschreckend hoch. Die Gesetzeslage in Österreich gilt als fortschrittlich, die Umsetzung der Gesetze steht dabei jedoch immer wieder in Kritik. (Baer 2010, S. 556). Um herauszufinden, was es für einen gelingenden Gewaltschutz von Frauen bedarf, muss mit den Expert*innen aus diesem Feld gesprochen werden. In vorliegender Arbeit wurde daher erforscht, wie sich die multi-institutionelle Zusammenarbeit zum Schutz und der Unterstützung von gewaltbetroffenen Frauen in Vorarlberg gestaltet und welche Faktoren aus Sicht der Expert*innen die Unterstützung von gewaltbetroffenen Frauen erschweren, beziehungsweise erleichtern. Um dies zu erforschen, wurden Expert*inneninterviews im Bereich der Sozialen Arbeit, Justiz, Polizei und dem Gesundheitswesen geführt. Da häusliche Gewalt gegen Frauen ein gesamtgesellschaftliches Problem darstellt (Carstensen 2018, S. 52), wurde die vorliegende Forschungsarbeit anhand der Kritischen Diskursanalyse nach Jäger durchgeführt. (Jäger 2015) Die Arbeit gibt einen Überblick über die Organisation der multi-institutionellen Zusammenarbeit gegen häusliche Gewalt an Frauen in Vorarlberg. Zudem zeigt sie gelingende und hemmende Faktoren im Interventionssystem und in der Zusammenarbeit auf. Dabei werden zum einen die positiven Entwicklungen und Errungenschaften im Interventionssystem verdeutlicht als auch die bestehenden Defizite und Möglichkeiten der Verbesserung aufgezeigt. Dabei zeigt sich u.a. der Bedarf an Schulungen für die verschiedenen Professionsgruppen im Interventionssystem als auch ein Defizit an Zugängen und Vernetzungen im medizinischen Bereich.More than 25 years ago, in May 1997, a clear stance against violence against women was set in Austria with the Violence Protection Act. Nevertheless, the numbers of incidents of domestic violence against women are still alarmingly high. The legal situation in Austria is considered progressive, but the implementation of the laws is repeatedly criticized. (Baer 2010, p. 556). In order to find out what is needed for the successful protection of women against violence, it is necessary to talk to experts in this field. Therefore, this study investigated the multi-institutional cooperation for the protection and support of women affected by violence in Vorarlberg and explored which factors, from the experts' point of view, complicate or facilitate the support of women affected by violence. In order to examine this topic, interviews with experts in the field of social work, justice, police and health care were conducted. Since domestic violence against women is a problem for society as a whole (Carstensen 2018, p. 52), this research was conducted using Jäger's Critical Discourse Analysis. (Jäger 2015) The paper provides an overview of the organization of multi-institutional cooperation against domestic violence against women in Vorarlberg. In addition, it shows successful and inhibiting factors in the intervention system and in the cooperation. The positive developments and achievements in the intervention system are clarified but also the existing deficits and possibilities for improvement are pointed out. Among other things, the need for training for the various professional groups in the intervention system is highlighted as well as the deficit of access and networking in the medical field
Practical application of the user-centered design principles
Get PDFDie aktuell eingesetzte Word-Antragsvorlage zur Erstellung und Einreichung von Ethikanträgen für die Forschungsethik-Kommission der Fachhochschule Vorarlberg entspricht nicht mehr den Anforderungen und Wünschen der Anwender:innen. Neben technischen Limitierungen stellen vor allem die eingeschränkten Möglichkeiten den Grund dar, weshalb anhand der Prinzipien sowie der vier Phasen des User-Centered Designs eine Software-Lösung ausgearbeitet wurde, die das bestehende System langfristig ablösen können soll. Die einzelnen Kapitel dieser Arbeit entsprechen jeweils einer der vier Phasen und stellen als Ganzes eine vollständig abgeschlossene Iteration des Prozesses dar. Die durchgeführte Analyse der Nutzerkontexte basiert auf der Aufarbeitung der Kriterien der Forschungsethik und vor allem einer detaillierten Analyse des bestehenden Systems und Prozesses der Forschungsethik-Kommission. Neben der Funktionsweise und dem inhaltlichen Aufbau werden im Zuge dessen gleichzeitig die Stärken und Schwächen erläutert. Ebenso findet eine breite Analyse von anderweitigen Systemen und Prozessen von Ethikkommissionen innerhalb Österreichs statt, um den Stand der Technik zu erheben. Die anschließende Definition von konkreten Anforderungen basiert auf der Umsetzung einer qualitativen Inhaltsanalyse der durchgeführten Interviews nach Kuckartz. Insgesamt können dabei neun Anforderungen definiert werden, die unterschiedlich priorisiert größtenteils in der eigens entwickelten EthicsVision Plattform umgesetzt werden konnten. Zum Einsatz kommen dabei sowohl Docker als auch das Symfony-Framework und die Angular-Plattform. Die abschließende Evaluation des Prototyps basiert auf Feedback der Antragsteller:innen und der Forschungsethik-Kommission. Der Proof of Concept wird dabei als gute Basis wahrgenommen, während bereits diverse Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt werden können. Das Ziel der Arbeit, die Neuentwicklung des Ethikantrag-Tools zu bewerkstelligen, konnte erreicht und ein Weg für die künftige Gestaltung des Prozesses aufgezeigt werden.The Word application template currently used to create and submit ethics applications for the Research Ethics Commission at Vorarlberg University of Applied Sciences no longer meets the requirements and wishes of the users. In addition to technical limitations, the limited possibilities are the main reason why a software solution was developed on the basis of the principles and the four phases of user-centered design, which should be able to replace the existing system in the long term. The individual chapters of this thesis each correspond to one of the four phases and represent a fully completed iteration of the process. The analysis of the user contexts carried out is based on a review of the criteria of research ethics and, above all, a detailed analysis of the existing system and processes of the system in use. In addition to the functioning and content structure, the strengths and weaknesses are explained in the course of this. A broad analysis of other systems and processes of ethics committees within Austria is also carried out in order to establish the state of the art. The subsequent definition of concrete requirements is based on the implementation of a qualitative content analysis of the interviews conducted according to Kuckartz. A total of nine requirements can be defined, which were prioritised and, for the most part, implemented in the developed EthicsVision platform. Docker as well as the Symfony framework and the Angular platform are used. The final evaluation of the prototype is based on feedback from from applicants and the Research Ethics Commission. The proof of concept is perceived as a good foundation, while various possibilities for further development can already be identified. The aim of the work, to accomplish the redevelopment of the ethics application tool, was achieved and a way forward for the future design of the process could be shown