Offenburg University of Applied Sciences
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Entrepreneurship as a sequence of pragmatic paradoxes: Implications for entrepreneurship education and counseling
Get PDFIn the following, eight exemplary paradoxes for entrepreneurs are briefly presented on the basis of a literature review. This is followed by a case analysis based on the information, advice and training services offered by a German university, to examine which university-related services and formats support the handling of paradoxes for founders and startup teams. The focus is on the perspective of the founders
Industrial IoT- and OT-Networks: Recent Trends in Real-Time and Secure Communication
No full textAfter many decades of research and many years of real-life and large-scale installations, the Industrial Internet of Things (IoT) has found high acceptance and widespread implementations. The integration of Operational Technology (OT) networks is rapidly going on. However, there are still many open issues, which are looking for solutions. This paper gives an overview on recent trends in real-time, secure, and real-time AND secure communication protocols. For these targets, a multitude of protocols and protocol extensions have been specified. Those are presented together with the required algorithms and tools. Also, the strengths and the remaining challenges of the current solutions are discussed. In doing so, the paper gives an insight into selected relevant projects from the author's teams. In addition, the extensive list of references shall serve interested readers as an entry point for subsequent scientific and implementation works. This paper is a summary of the author's keynote presentation at ICEST2025 conference in Ohrid, North Macedonia
Physics-Informed Aging-Sensitive Equivalent Circuit Model for Predicting the Knee in Lithium-Ion Batteries
Get PDFPredicting the lifetime of lithium-ion batteries is a complex task due to the nonlinear and strongly coupled interactions of various aging mechanisms, resulting in nonlinear aging dynamics, referred to as the “knee” phenomenon. While physicochemical models capture these dynamics, they are often computationally intensive and involve complex parameter derivation. In this study, a physics-informed equivalent circuit model is proposed. The model integrates key aging modes (loss of active material at the positive and negative electrode and loss of lithium inventory) and describes their kinetics using physics-informed rate laws. Rate expressions for each aging mode include a calendric component (dependent on half-cell potential) and a cycle component (dependent on current and relative volume changes in active materials). The model was calibrated using measured degradation modes of a 3.35 Ah nickel cobalt aluminium oxide and graphite lithium-ion cell, which was aged calendarically and cyclically using a dynamic stress test. The equivalent circuit model demonstrates good agreement with experimental aging data (capacity loss, internal resistance increase) and successfully predicts the knee in the capacity loss curve, where the knee formation could be primarily attributed to the onset of lithium plating. This occurs when increased resistance at the negative electrode causes its potential to drop below the plating potential
Verfahren und Vorrichtung zur Rahmensynchronisation (DE102024111661B4)
No full textDie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rahmensynchronisation für ein digitales Empfangssignal, welches an einem Ausgang eines Übertragungskanals als Folge eines einem Eingang des Übertragungskanal zugeführten binären digitalen Sendesignals empfangen wird, wobei das binäre digitale Sendesignal eine zu übertragende Information in einem Datenpaket beinhaltet, welches in einem Datenabschnitt eine vorgegebene Anzahl D von Datensymbolen und in einem optionalen Synchronisationsabschnitt eine vorgegebene Anzahl S von Synchronisationssymbolen aufweist, und wobei das binäre digitale Sendesignal eine vorgegebene Symbolrate aufweist, wobei das digitale Empfangssignal durch eine Folge von digitalen Abtastwerten dargestellt wird und wobei eine Abtastfrequenz verwendet wird, die größer oder gleich der Symbolrate ist. Nach der Erfindung wird ein Sliding-Window definiert, welches eine der zeitlichen Länge eines Datenpakets oder des Datenabschnitts eines Datenpakets entsprechende zeitliche Länge aufweist. In jeder Position µ des Sliding-Window wird jedem Symbolabschnitt des Datenabschnitts und optional jedem Symbolabschnitt des Synchronisationsabschnitts des Sliding-Window ein Abtastwert zugeordnet. Für jede Position µ des Sliding-Window wird unter Verwendung einer vorgegebenen Metrik ein Positionswert &Lgr;met[µ] ermittelt, wobei hierfür zumindest die den Symbolabschnitten des Datenabschnitts zugeordneten Abtastwerte verwendet werden. Die Metrik basiert auf der Verwendung eines Modells für den Übertragungskanal, welches einen gedächtnisfreien Übertragungskanal annimmt und bei welchem das digitale Empfangssignal für die möglichen binären Werte des Sendesignals jeweils mit einer bedingten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion beschrieben wird. Aus dem Anfangszeitpunkt des Sliding-Window in einer Position, für welche die Positionswerte &Lgr;metein Maximum annehmen oder für welche der Positionswert &Lgr;meteinen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wird ein Startzeitpunkt eines Datenpakets in dem digitalen Empfangssignal ermittelt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Computerprogramm zur Realisierung des Verfahrens
A multi-method framework for establishing an angular acceleration reference in sensor calibration and uncertainty quantification
Get PDFRobots are increasingly being used across various sectors, from industry and healthcare to household applications. In practice, a pivotal challenge is the reaction to unexpected external disturbances, whose real-time feedback often relies on (noisy) sensor measurements. Subsequent inverse-dynamics calculations demand noise-amplifying numerical differentiation, leading to impracticable results. Although much effort has been spent on establishing direct measurement approaches, their measurement uncertainty quantification has not or yet insufficiently been tackled in the literature. Here, we propose a multi-method framework to develop an angular acceleration reference and provide evidence that it can serve as a measurement standard to calibrate various kinematic sensors. Within the framework, we use Monte-Carlo simulations to quantify the uncertainty of a direct measurement sensor recently developed by our team; the inertial measurement cluster (IMC). For angular accelerations up to 21 rad/s2, the standard deviation of the IMC was on average only 0.3 rad/s2 (95% CI: [0.28,0.31] rad/s2), which constitutes a reliable data-sheet record. Further, using least-squares optimization, we show that the deviation of IMC with respect to the reference was not only less on the level of angular acceleration but also on the level of angular velocity and angle, when compared to other direct and indirect measurement methods
Dampfbetriebene Prozesse für konventionelle und regenerative Anwendungen
No full textDas Dampfkraftwerk beruht als thermisches Kraftwerk auf einem thermodynamischen Kreisprozess, der Wärme in technische Arbeit umwandelt. Die Arbeit wird mittels Elektrogenerator als elektrische Energie abgegeben.
Gegen Ende des 19. Jahrhunderts erreichte die elektrische Energie den Verbraucher, wobei zunächst die Wasserkraft genutzt wurde. Mit der Kolbendampfmaschine begann im 18. Jahrhundert die Nutzung thermischer Prozesse. Anfang des 20. Jahrhunderts setzten sich Dampfturbinen durch. Zwischen 1965 und 1985 erfolgten in Deutschland vor allem Investitionen in Kernkraftwerke. Durch die damaligen Kohleverstromungsgesetze, z. B. [44], mussten danach in Deutschland vorwiegend Kohlekraftwerke gebaut werden. Derzeit ist wegen der Förderung der erneuerbaren Energienutzung in Deutschland der Zubau von Großkraftwerken mit fossilen Energieträgern zum Erliegen gekommen. Die aktuelle ehemalige Ampel-Regierung hat in ihrem Koalitionsvertrag [40] den Ausstieg aus der Kohleverstromung bis zum Jahr 2038 beschlossen, jedoch in der Hoffnung, dieses Ziel schon im Jahr 2030 zu erreichen
Windenergie
No full textDie Windenergie stellt einen zentralen Baustein der Energiewende dar. Das Kapitel behandelt die physikalischen Grundlagen der Windenergienutzung, beginnend mit meteorologischen Aspekten wie Windprofilen und Turbulenzeffekten, bis hin zur aerodynamischen Energieumwandlung durch das Betz’sche Gesetz. Moderne Windenergieanlagen arbeiten als Auftriebsläufer mit Leistungsbeiwerten von bis zu 50%. Der aktuelle technologische Stand umfasst Onshore-Anlagen mit 4-6 MW und Offshore-Anlagen mit 10-15 MW Nennleistung, wobei pitch-geregelte Systeme mit variabler Drehzahl dominieren. Die Anlagenkomponenten, von der aerodynamischen Rotorblattgestaltung über den Antriebsstrang bis zur Netzanbindung, werden detailliert erläutert. Besondere Aufmerksamkeit gilt dem Lebenszyklus der Anlagen - von der Projektierung über den 20-jährigen Betrieb bis zum Repowering oder Rückbau. Mit spezifischen CO2-Emissionen von nur 10-18 g/kWh und einer energetischen Amortisationszeit von 5-12 Monaten leistet die Windenergie einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung, wobei aktuelle Herausforderungen wie Flächenverfügbarkeit, Genehmigungsprozesse und das Recycling der Komponenten adressiert werden
Landgewinn – Energiesystemanalyse von Dekarbonisierungsstrategien der Landwirtschaft
No full textDas Projekt "Landgewinn" konzentrierte sich auf die detaillierte Analyse und Bewertung von Dekarbonisierungsstrategien im Landwirtschaftssektor. Ziel war es, praxisnahe Technologien und Werkzeuge zu entwickeln, die zur Reduzierung von CO₂-Emissionen beitragen und zugleich die Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft fördern. Durch die Untersuchung von Agri-Photovoltaik, Pflanzenkohle und Elektromobilität sollten Synergien zwischen landwirtschaftlichen und energetischen Systemen genutzt werden, um das Energiesystem zu dekarbonisieren. Die Hochschule Offenburg (HSO) spielte eine zentrale Rolle im Projekt, indem sie die externe Projektleitung übernahm und maßgeblich an der systemanalytischen Bewertung der Dekarbonisierungspotenziale beteiligt war. Die HSO entwickelte Energiesystemmodelle, die Technologien wie Agri-PV und Pyrolyse integrierten, und erstellte GIS-gestützte Werkzeuge zur regionalen Emissionserfassung. Diese Ansätze ermöglichten eine präzise Bewertung der Potenziale von Emissionsminderungen und deren systemische Einbindung. Darüber hinaus trug die Hochschule entscheidend zur Organisation von Projektveranstaltungen und zum wissenschaftlichen Austausch bei