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Proceedings of the ACM / IEEE 28th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (MODELS 2025) / Twin2Clouds: Cost-Aware Digital Twin Engineering and Deployment Across Federated Clouds
Accepted versio
Anwendbarkeit des §§ 82 ff GmbHG auf die GmbH & Co KG unter Einbeziehung der OGH E vom 25.06.2020 6 Ob 21/20m
Diplomarbeit Universität Innsbruck 202
NMR spectroscopic investigation of protein : nucleic acid complexes
Manuel Niklas Röck, MSc.Dissertation University of Innsbruck 202
Soziale Organisationen als intermediäre Akteure zwischen Lebensmittelverschwendung und Versorgungsbedarf : eine Fallstudie aus Deutschland, Italien und Österreich
Diese Masterarbeit untersucht die Rolle sozialer Organisationen in Deutschland, Italien und Österreich, die Lebensmittel oder Mahlzeiten an bedürftige Menschen weitergeben. Ziel ist es, ihren Beitrag zur Reduktion von Lebensmittelverschwendung und zur Förderung sozialer Gerechtigkeit zu analysieren.
Die Arbeit betrachtet sowohl ökologische Effekte als auch soziale Aspekte wie Teilhabe und Armutsbekämpfung. Im Zentrum stehen Einblicke in Abläufe, Zugangsvoraussetzungen, Beschaffung, Verteilung und Herausforderungen der Einrichtungen. Methodisch stützt sich die Arbeit auf Literatur- und Datenanalysen, Fotodokumentation, teilnehmende Beobachtung sowie Interviews mit Expert:innen.
Die Ergebnisse zeigen die Doppelfunktion dieser Organisationen: Sie unterstützen Menschen in prekären Lebenslagen und verwerten überschüssige Lebensmittel weiter, wodurch Ressourcen effizienter genutzt werden.
Insgesamt unterstreicht die Studie das Potenzial sozialer Organisationen als zentrale Akteure lokaler Versorgungssysteme und als wirksame Instanzen zur Vermeidung von Lebensmittelabfällen im Sinne einer nachhaltigen Gesellschaft.This Master's thesis examines the role of social organisations in Germany, Italy and Austria that distribute food or meals to people in need. The aim is to analyse their contribution to reducing food waste and promoting social justice.
The work looks at both environmental impacts and social aspects such as participation and poverty alleviation. The focus is on understanding the processes, access requirements, procurement, distribution and challenges faced by the organisations. The methodology is based on literature and data analysis, photo documentation, participant observation and expert interviews.
The findings highlight the dual function of these organisations: They support people in vulnerable situations and recycle surplus food, making more efficient use of resources.
Overall, the study underlines the potential of social organisations as key players in local supply systems and as effective bodies for preventing food waste in the interest of a sustainable society.Mario LehmeyerAbstract in englischer SpracheMasterarbeit Universität Innsbruck 202
Utilization of heat pump flexibilities for demand side management
Um die Klimaziele bis 2050 zu erreichen, muss der Übergang zu einem nachhaltigen Energiesystem beschleunigt werden. Insbesondere die Elektrifizierung des Wohngebäudesektors muss vorangetrieben werden – ein Prozess, der in der Europäischen Union bereits aktiv gefördert wird. Ab 2028 müssen alle neuen Wohngebäude den Null-Emissions-Standards entsprechen. Wärmepumpen spielen eine entscheidende Rolle in diesem Wandel, da sie hocheffiziente Heiz- und Kühllösungen bieten und gleichzeitig eine flexible Steuerung der Energienachfrage ermöglichen. Diese Flexibilität ist essenziell, um die verstärkte Elektrifizierung von Wohngebäuden mit der Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen in Einklang zu bringen.
Diese Dissertation untersucht das Potenzial von Wärmepumpen für das Demand Side Management, indem ihre betriebliche Flexibilität durch thermische Energiespeicher und/oder die thermische Gebäudemasse genutzt wird, um die Energieeffizienz zu optimieren, Kosten zu senken und die Netzstabilität zu unterstützen. Die Forschung konzentriert sich auf drei Hauptbereiche: (1) die Entwicklung einer Methode zur Quantifizierung der Wärmepumpenflexibilität auf Basis reduzierter Sensordaten und Systeminformationen, (2) die Optimierung des Wärmepumpenbetriebs durch modellprädiktive Regelung und gemischt-ganzzahlige lineare Optimierung in simulierten sowie experimentellen Umgebungen und (3) die experimentelle Validierung des Demand Side Management-Potenzials einer Warmwasser-Wärmepumpe.
Zur Quantifizierung und Aggregation der Wärmepumpenflexibilität wurde eine datengetriebene Methode entwickelt, die reduzierte reale Betriebsdaten und Systeminformationen nutzt. Die Flexibilität wird in erzwungene Flexibilität (Aktivierung der Wärmepumpe) und verzögerte Flexibilität (Deaktivierung der Wärmepumpe) unterteilt, wobei zwischen Raumheizung und der Bereitstellung von Warmwasser differenziert wird. Einjährige Simulationen basierend auf Daten von fünf überwachten Sole/Wasser-Wärme-pumpensystemen in Vorarlberg, Österreich, dienen zur Validierung der Methode und zur Untersuchung des aggregierten Flexibilitätspotenzials unter saisonalen Schwankungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die erzwungene Flexibilität die verzögerte Flexibilität deutlich übertrifft. Dies deutet darauf hin, dass die Aktivierung der Wärmepumpe und die Nutzung überschüssiger Energie dem System kurzfristig eine wesentlich größere Flexibilität bieten. Im Gegensatz dazu bietet das Abschalten der Wärmepumpe und die Nutzung gespeicherter Energie zur Deckung des Nutzerbedarfs eine vergleichsweise begrenzte Flexibilität.
Über die Bewertung der Demand-Side-Flexibilität hinaus wird deren praktische Nutzung untersucht. Um das Flexibilitätspotenzial von Wärmepumpen durch die thermische Gebäudemasse zu nutzen, wurde ein Co-Simulations-Framework entwickelt. Dieses integriert die modellprädiktive Regelung mit einer detaillierten Gebäudesimulation in IDA ICE, um den Betrieb einer Sole/Wasser-Wärmepumpe in einem zweistöckigen Nullenergiegebäude zu optimieren. Zusätzlich werden die Auswirkungen der Wärmepumpenflexibilität auf den Eigenverbrauch von Photovoltaikstrom, die Reduzierung der Stromkosten und die Aufrechterhaltung des thermischen Komforts im Gebäude analysiert. Das Framework wurde entwickelt, um eine Balance zwischen Rechenaufwand und der Genauigkeit, die für die Analyse des langfristigen thermischen Verhaltens erforderlich ist, herzustellen. Dazu wurde ein Widerstands-Kapazitäts-Modell (RC-Modell) zur Abbildung der thermischen Gebäudedynamik erstellt, das für die gemischt-ganzzahlige lineare Optimierung genutzt wird. Dies ermöglicht die Optimierung des Wärmepumpenbetriebs unter Berücksichtigung von Echtzeit-Strompreissignalen. Das Zwei-Zonen-IDA ICE-Modell bewahrt dabei die wesentlichen Gebäudecharakteristika und gewährleistet gleichzeitig eine hohe Genauigkeit, Skalierbarkeit und Reproduzierbarkeit durch steuerbare Systemeingänge.
Die modellprädiktive Regelungsstrategie wird mit einer konventionellen Regelungsstrategie verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine optimierte Lastverschiebung den Eigenverbrauch von Photovoltaikstrom um bis zu 4 Prozentpunkte erhöht, die Stromkosten der Wärmepumpe um bis zu 49% senkt und die Raumtemperaturen innerhalb akzeptabler Komfortgrenzen gehalten werden.
Schließlich wird zur Nutzung der Flexibilität thermischer Energiespeicher eine handelsübliche Luft/Wasser-Warmwasserwärmepumpe in einem realitätsnahen Hardware-in-the-Loop-Szenario eingesetzt, um deren Demand-Response-Potenzial zu demonstrieren. Zu diesem Zweck wurde ein modellprädiktives Regelungs-Framework entwickelt, das Datenerfassung, automatisierte Echtzeit-Zustandsschätzung, Bedarfsprognose und Optimierung umfasst. Die Datenerfassung und Zustandsschätzung spielen eine zentrale Rolle bei der Stabilisierung der Systemleistung, indem Modellierungsfehler minimiert und deren Ausbreitung über die Zeit reduziert werden. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der modellprädiktiven Regelung zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion unter Berücksichtigung der österreichischen Day-Ahead-Strommarktpreise. Die Optimierung führte zu einer Senkung des gesamten elektrischen Energieverbrauchs um bis zu 20% und einer Reduzierung der spezifischen Stromkosten um 17%. Zudem konnten Effizienzsteigerungen von bis zu 24% erzielt werden, ohne den Nutzerkomfort während der gesamten Versuchsdauer zu beeinträchtigen.To achieve climate targets by 2050, the transition to a sustainable energy system must be accelerated. In particular, the electrification of the residential building sector must be advanced, a process that is already being driven forward in the European Union. Starting in 2028, all new residential buildings will be required to comply with zero-emission building standards. Heat pumps play a crucial role in this transition by providing highly efficient heating and cooling solutions while also offering demand side flexibility, which is essential for balancing the increased electrification of residential buildings with the availability of renewable energy.
This dissertation investigates the potential of heat pumps for demand side management by utilizing their operational flexibility via thermal energy storages and/or thermal building mass to optimize energy efficiency, reduce costs, and support grid stability. The research focuses on three main areas: (1) developing a method for quantifying heat pump flexibility using reduced sensor data and system information, (2) optimizing heat pump operation through model predictive control and mixed-integer linear programming in both simulated and experimental setups, and (3) experimentally validating the demand side management potential of a hot water heat pump.
To quantify and aggregate heat pump flexibility, a data-driven method using reduced real-world data and system information has been developed. The flexibility is classified into forced flexibility (heat pump activation) and delayed flexibility (heat pump deactivation) while distinguishing space heating and domestic hot water operation. One-year simulations based on data of five monitored brine/water heat pump systems in Vorarlberg, Austria are used to validate the method and investigate the aggregated flexibility potential under seasonal variations. The findings indicate that forced flexibility significantly exceeds delayed flexibility, suggesting that activating the heat pump and utilizing surplus power provides substantially greater short-term flexibility. In contrast, keeping the heat pump inactive and relying on stored energy to meet user demand offers comparatively limited flexibility.
Beyond the assessment of demand-side flexibility, its practical utilization is explored. To utilize the potential of heat pump flexibility via the thermal building mass, a co-simulation framework has been developed. This framework integrates model predictive control with a detailed building simulation in IDA ICE to optimize the operation of a ground-source heat pump in a two-story net-zero energy building. Additionally, the impact of heat pump flexibility on photovoltaic self-consumption, electricity cost reduction, and the maintenance of indoor comfort conditions is evaluated. The framework is designed to balance computational efficiency with the accuracy required for long-term thermal behavior analysis. Therefore, a resistance-capacitance model is developed to represent the building's thermal dynamics for use in mixed-integer linear programming, allowing for the optimization of heat pump operation in response to real-time pricing signals. The two-zone IDA ICE model preserves the essential characteristics of the building while ensuring the necessary accuracy, scalability, and reproducibility through controllable system inputs.
The model predictive control strategy is benchmarked against a conventional control approach. The results demonstrate that optimal load shifting leads to an increase in photovoltaic self-consumption of up to 4 percentage points, a reduction in heat pump electricity costs of up to 49%, and the maintenance of indoor temperatures within acceptable comfort limits.
Finally to utilize the flexibility provided by thermal energy storage, an off-the-shelf air-source hot water heat pump is used to demonstrate the demand response potential in a realistic hardware-in-the-loop setting. To this end, a model predictive control framework is developed for data acquisition, automated real-time state estimation, demand prediction, and optimization. Data acquisition and state estimation play a crucial role in stabilizing system performance by minimizing modeling errors and mitigating their propagation over time. The results highlight the potential of model predictive control in improving system efficiency and reducing operational costs, considering Austrian day-ahead electricity market prices. The optimization resulted in reductions of up to 20% in total electrical energy consumption and 17% in specific electricity costs. Additionally, efficiency improvements of up to 24% were achieved while maintaining user comfort throughout the experimental period.Christian Baumann, MSc.Dissertation Universität Innsbruck 2025Kurzfassung in englischer Sprach
coronavirus disease 2019 neunzehn
Mag. Daniela Carina SchöpfMasterarbeit Universität Innsbruck, Universitätslehrgang Medizinrecht 202
Synthesis and Atomic-Scale Characterization of Nanostructures on Surfaces
Dissertation Universität Innsbruck 202
mitochondrial deoxyribonucleic acid
Das Verständnis der genetischen Regulation zirkulierender Biomarker liefert wichtige Einblicke in Krankheitsmechanismen und bietet Potenzial für die frühzeitige Identifikation von Risikomarkern. Diese Dissertation untersucht die genetische Architektur zweier biologisch unterschiedlicher, aber klinisch relevanter Biomarker: Apolipoprotein A-IV (apoA-IV), welches eine Rolle im Lipid- und Nierenstoffwechsel spielt, sowie die mitochondriale DNA-Kopienzahl (mtDNA-CN) als Marker für mitochondriale (Dys-)Funktion.
Im ersten Projekt lag der Fokus auf apoA-IV und dessen genetischer Regulation. Eine genomweite Assoziationsstudie (GWAS) auf Basis von ELISA-Messungen bei 25.181 Individuen wurde durchgeführt. Anschließend erfolgte eine erweiterte plattformübergreifende Meta-Analyse unter Einbeziehung von Proteomdaten aus der UK Biobank (n = 33.995, apoA-IV Bestimmung mittels Olink-Technologie), sodass insgesamt 59.176 Personen inkludiert wurden. Es konnten mehrere neue sowie bereits bekannte genetische Loci identifiziert werden, darunter zentrale Signale in der Nähe des APOA5-A4-C3-A1 Gen-Clusters sowie zusätzliche Varianten in oder nahe TDRD5, DPP4, MYL3, MORC1, MCUB, GATA4, ZPR1, UMOD, GLP2R, SLC38A10, APOE und KLKB1. Colokalisations- und genetische Korrelationsanalysen zeigten gemeinsame genetische Einflüsse mit Lipidparametern, Nierenfunktionswerten und hämatologischen Parametern, was die systemische Rolle von apoA-IV unterstreicht. Stratifizierte Analysen belegten geschlechtsspezifische Effekte, sowie den Einfluss der Nierenfunktion.
Im zweiten Projekt wurden genetische Determinanten der mtDNA-Kopienzahl auf Basis von qPCR-Messungen in drei Kohorten mit insgesamt 16.130 Personen untersucht. Zwei signifikante nukleare Loci (HBS1L und GSDMA) wurden identifiziert. Der Vergleich mit früheren GWAS auf Basis von Mikroarraydaten zeigte eine hohe Übereinstimmung, wobei einzelne zuvor berichtete Signale nicht repliziert werden konnten. Analysen mitochondrialer Haplogruppen und Varianten ergaben nur einen geringen Einfluss der mitochondrialen DNA auf die mtDNA-CN, was auf eine überwiegende Steuerung bzw. Regulierung durch nukleare Faktoren hindeutet. Potenzielle Subgruppeneffekte wurden über stratifizierte Analysen nach biologischem Geschlecht und Raucherstatus weiter untersucht.
Insgesamt leisten diese beiden Projekte einen Beitrag zum besseren Verständnis der genetischen Regulation von apoA-IV und mtDNA-CN. Die Ergebnisse weisen auf gemeinsame genetische Pfade mit metabolischen, renalen und inflammatorischen Prozessen hin. Diese Arbeit hebt die Bedeutung plattformübergreifender Validierung hervor, berücksichtigt Biomarker-spezifische Limitationen und demonstriert den Mehrwert stratifizierter Analysen zur Enthüllung biologisch relevanter Effekte. Damit wird das Verständnis der genetischen und biologischen Grundlagen neuer und etablierter Biomarker bei komplexen Erkrankungen weiter gestärkt.Understanding the genetic regulation of circulating biomarkers provides important insights into disease mechanisms and offers potential for identifying early risk indicators. This thesis explored the genetic architecture of two biologically distinct but clinically relevant biomarkers: apolipoprotein A-IV (apoA-IV), involved in lipid and kidney metabolism, and mitochondrial DNA copy number (mtDNA-CN), a marker of mitochondrial (dys)function.
The first project focused on apoA-IV and its genetic regulation. A large-scale genome-wide association study (GWAS) meta-analysis of apoA-IV concentrations measured by ELISA in 25,181 individuals was conducted. This was followed by an extended cross-platform meta-analysis with proteomics data from 33,995 UK Biobank participants (derived from the Olink platform). This joint analysis (n = 59,176) identified several novel genetic loci as well as confirmed previously known ones associated with apoA-IV, including key signals in the APOA5-A4-C3-A1 gene cluster and additional variants located in or near TDRD5, DPP4, MYL3, MORC1, MCUB, GATA4, ZPR1, UMOD, GLP2R, SLC38A10, APOE as well as KLKB1. Colocalization and genetic correlation analyses revealed shared genetic influences with lipid traits, kidney function, and hematological parameters, underscoring the systemic role of apoA-IV in health and disease. Stratified analyses highlighted sex-specific effects and the modifying role of kidney function.
The second project aimed to investigate genetic determinants of mtDNA-CN using qPCR-derived measurements from 16,130 individuals across three cohorts. Two genome-wide significant nuclear loci (HBS1L and GSDMA) were identified. Comparative analysis with previous microarray-based GWAS showed high consistency of findings, though some earlier findings could not be replicated. Analyses of mitochondrial haplogroups and variants indicated only a minor role of the mitochondrial genome in regulating mtDNA-CN, suggesting that nuclear genetic factors predominantly control mtDNA content. Potential subgroup effects were further explored through stratified analyses by sex and smoking status.
Together, these studies advanced our understanding of the genetic regulation of apoA-IV and mtDNA-CN. The results highlighted shared genetic pathways with broader metabolic, renal, and inflammatory processes. This work emphasized the need for cross-platform validation, considered biomarker-specific limitations, and demonstrated the value of stratified analyses in uncovering biologically meaningful effects. Ultimately, this work enhances our understanding of the genetic and biological basis of novel and established biomarkers and their relevance in complex traits and diseases.submitted by Adriana Koller, MScAbstract in deutscher SpracheKumulative Dissertation aus zwei ArtikelnDissertation Medical University of Innsbruck 202
The role of GenAI in founding and scaling social entrepreneurship
Tom SeumMasterarbeit Universität Innsbruck 202
Moral Distress und Detached Concern in der forensischen Akutpsychiatrie : eine explorative Analyse der Belastungen, Bewältigungsstrategien und deren Auswirkungen auf die professionelle Praxis
Mitarbeitende der forensischen Akutpsychiatrie bewegen sich in einem permanenten moralischen Spannungsfeld, in dem ein ständiges Abwägen zwischen dem Sicherungsauftrag gegenüber der Gesellschaft und dem individuellen Recht auf Gesundheit und Autonomie statt-findet. Ziel dieser qualitativen Studie ist es, explorativ zu untersuchen, welche Situationen in der forensischen Akutpsychiatrie Moral Distress auslösen, wie sich dieser auf die professionelle Praxis im Sinne des Konzepts Detached Concern auswirkt und welche individuellen sowie institutionellen Strategien zur Aufrechterhaltung professioneller Nähe und Distanz beitragen.
Mittels eines leitfadengestützten, problemzentrierten Interviews wurden neun Teilnehmende aus dem akutforensischen Bereich befragt und dabei vielfältige moralische Belastungsquellen identifiziert. Dazu gehören Zwangsmaßnahmen, strukturelle Rahmenbedingungen, Wertekonflikte im Team und der Umgang mit schwer straffälligen Patient*innen sowie der Um-gang mit Angehörigen und Justizentscheidungen. Trotz dieser Herausforderungen berichten die meisten Befragten von hoher Arbeitszufriedenheit und einem reflektierten, resilienten Umgang mit Moral Distress. Zudem zeigte sich, dass akuter Moral Distress die Distanzierung zu Patient*innen verstärkt, meist aber nur temporär. Gleichzeitig kommt es zu keinem Verlust der empathischen Anteilnahme. Vielmehr kann Moral Distress die Patient*innenbeziehung vertiefen, wenn Reflexionsfähigkeit sowie institutionelle als auch persönliche Ressourcen gegeben sind.
Das Konzept des Detached Concern als Emotionsregulation zwischen Nähe und Distanz er-weist sich als zentrales Element forensischer Praxis und wird durch individuelle und institutionelle Bewältigungsmechanismen der Mitarbeitenden aktiv gestützt.Staff members working in forensic acute psychiatry operate within a constant moral tension, continuously balancing the duty to protect society with the individual rights to health and autonomy. This qualitative study aims to explore which situations trigger moral distress in forensic acute psychiatry, how this distress impacts professional practice according to the concept of detached concern, and which individual and institutional strategies contribute to maintaining a professional balance of closeness and distance.
Using guideline-based, problem-centered interviews, nine participants from the forensic acute care setting were interviewed, and a variety of moral stressors were identified. These include coercive measures, structural conditions, value conflicts within teams, the manage-ment of patients who have committed serious crimes, as well as challenges in interactions with family members and judicial decisions. Despite these challenges, most participants reported high job satisfaction and a reflective, resilient approach to managing moral dis-tress. The results further show that acute moral distress may lead to increased distancing from patients, though typically only temporarily. At the same time, there is no reported loss of empathic engagement. Rather, moral distress can deepen the relationship with patients, provided that reflective capacity and both institutional and personal resources are available.
The concept of Detached Concern, understood as emotional regulation between closeness and distance, proves to be a central element of forensic practice and is actively sustained by both individual and institutional coping mechanisms.eingereicht von Julia MerturiAbstract in englischer SpracheMasterarbeit Universität Innsbruck 202