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Infineon vereinfacht Sensor-Designs zur Geschwindigkeitsmessung mit TLE4922-Sensor und Speed-Sensor-2Go-Kit

München, 26. Juni 2017 – Mit Entwicklungskits für Sensoren senkt Infineon den Designaufwand beträchtlich – und verringert damit Entwicklungszeit und Systemkosten. Für die verlässliche und schnelle Messung von Geschwindigkeiten bietet die Infineon Technologies AG zum neuen Hall-Sensor TLE4922 auch das zugehörige Design-Kit „Speed Sensor 2Go“. Der TLE4922 wurde für Industrie- und Fahrzeuganwendungen entwickelt, bei denen es auf eine schnelle und dabei sehr zuverlässige Messung der Geschwindigkeit ankommt. Dazu gehören die Drehzahlerfassung von Kurbelwellen und Getrieben in Zweirädern und Dreiradfahrzeugen. Zu den industriellen Anwendungen zählen die Drehzahlerfassung in der Fertigungs- und Gebäude-Automatisierung sowie die Regelung von elektrischen Antrieben.

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Kraftstoff Wasserstoff: Qualität nach internationalen Standards sichern

Mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge ermöglichen eine emissionsfreie Elektromobilität mit großen Reichweiten und kurzen Betankungszeiten. Wasserstoff kann jedoch Verunreinigungen enthalten, die die Brennstoffzellen schädigen können. Um die geforderte lange Lebensdauer von Brennstoffzellen in Fahrzeugen garantieren zu können, muss die Wasserstoffqualität daher regelmäßig überprüft und sichergestellt werden. Damit diese anspruchsvollen Analysen gemäß internationalen Standards auch in Deutschland von unabhängigen Laboren durchgeführt werden können, bauen die Wissenschaftler des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT) und des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) ihre Labore zur Probennahme und Analyse von Wasserstoff aus. Die Arbeiten erfolgen an den Institutsstandorten Duisburg und Ulm im Rahmen des Projekts „Hy-Lab“.

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WWF begrüßt vorläufige Absage an das Staatsziel Wirtschaftswachstum

Wien, 23. Juni 2017. Die Umweltorganisation WWF begrüßt die Ankündigung der Bundesregierung, das Staatszielgesetz Wirtschaftswachstum nicht mehr in dieser Legislaturperiode umzusetzen. „Diese Änderung des Verfassungsgesetzes wäre ein eisenharter Faustschlag gegen Umweltschutz und Umweltrecht gewesen. Mit der Verschiebung in die nächste Legislaturperiode ist dieses Thema zumindest vorläufig vom Tisch“, so Jurrien Westerhof, politischer Leiter beim WWF Österreich, der darauf hinweist, „dass wir die künftige Positionierung der Parteien zu diesem Thema sehr genau beobachten werden und von der nächsten Bundesregierung eine Stärkung des Umweltrechts einfordern, insbesondere die überfällige Umsetzung der Aarhus-Konvention in österreichisches Recht.“

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VDE|FNN: Erzeugungsanlagen in der Niederspannung bleiben künftig auch im Fehlerfall am Netz

Derzeit sind bereits über 1,6 Mio. dezentrale Erzeugungsanlagen in der Niederspannung installiert, Tendenz weiter steigend. Die Systemrelevanz der Erzeugungsanlagen in der untersten Spannungsebene nimmt weiter zu. Daher müssen künftig neu errichtete Erzeugungsanlagen das Netz bei Störungen stützen. Dies verhindert eine Gefährdung der Netzstabilität. Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) hat hierzu die Neufassung der Anwendungsregel "Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz" (E VDE-AR-N 4105) veröffentlicht. "Die Anwendungsregel stellt höhere Anforderungen an dezentrale Erzeugungsanlagen als bisher. Mit den neuen vorausschauenden Anforderungen schaffen wir den notwendigen Rahmen, um weitere Erzeugungsleistung in die Niederspannungsnetze integrieren zu können", so Heike Kerber, Geschäftsführerin VDE|FNN.

Mit der Neufassung der Anwendungsregel "Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz" (E VDE-AR-N 4105) müssen neue Erzeugungsanlagen künftig bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen oder -erhöhungen am Netz bleiben und es so stützen. (Bildquelle: VDE|FNN)

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Juli 2017: Österreichischer Gaspreisindex sinkt auf 7-Monatstief

Wien, 23.06.2017 – Der Österreichische Gaspreisindex (ÖGPI) erreicht im Juli 68,3 Index Punkte (Basis 2011=100) und sinkt somit auf den niedrigsten Stand seit Dezember 2016. Im Vergleich zu Juni 2017 geht der ÖGPI um 1,1 % zurück. Die zuletzt fallenden Gas- und Ölgroßhandelspreise können zum Großteil als Grund für diese Entwicklung angesehen werden.

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Wieviel Energie steckt im Wasser?

Welches Energiepotenzial ein Gewässer in sich birgt, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Zum einen speichert hoch gelagertes Wasser potenzielle Energie, während das fließende Gewässer kinetische Energie speichert.

Berechnung der Leistung über Bernoulli

Die Bernoulli’sche Druckgleichung beschreibt den Gesamtdruck eines Fluidums mit der Dichte  als Summe der drei Druckkomponenten:

Atmosphärischer Druck (p₀) in offenen Systemen
Hydrostatischer Druck
Dynamischer Druck bzw. Staudruck.

Der hydrostatische Druck wird nach Blaise Pascal vorwiegend durch die Höhe als variable Größe bestimmt:

Hydrostatischer Druck (Gleichung 1)

Der dynamische Druck wird dagegen durch die Geschwindigkeit beeinflusst:

Dynamischer Druck (Gleichung 2)

Dabei sind:

p = Druck,
 = Dichte (Wasser bei 20°C: 999,9 kg/m³)
h = Höhe bzw. Höhendifferenz (h)
v = Strömungsgeschwindigkeit

Bernoulli-Gleichung:

Bernoulli-Druckgleichung (Gleichung 3)

Energie (E) wird allerdings erst freigesetzt, wenn durch diesem Druck Arbeit geleistet wird. Die Höhe als solche in der pascal’schen Formel gewinnt energetisch nur an Bedeutung, wenn sie als Höhendifferenz (h) betrachtet wird. In der Betrachtung des Staudrucks ist die Geschwindigkeit (v) die entscheidende Variable, denn die Dichte des Fluidums ist konstant. Auch hier liegt der energetisch relevante Anteil in der Differenz der Geschwindigkeiten vor Eintritt in das System und an dessen Ausgang. Als konstant darf auch der Atmosphärendruck (geodätischer Druck) angenommen werden. Näherungsweise beträgt die Änderung des Luftdrucks in Bodennähe rund 1 hPa auf einer Höhendifferenz von 8 m. Bei Flusskraftwerken oder Anlagen mit geringer Fallhöhe kann daher der atmosphärische Druck in der Berechnung vernachlässigt werden. Auch bei mittleren Anlagen liegen die Einflüsse im Promille-Bereich. Die umgesetzte Energie ermittelt sich aus dem Druck und der resultierenden Volumenänderung des betrachteten Systems:

Energie aus Druck und Volumenänderung (Gleichung 4)

Wird das Volumen als Produkt von (durchflossener) Fläche (A) und dem Weg (s) dargestellt und mit der Zeit erweitert, so lässt sich die Beziehung folgendermaßen als Produkt der Fließgeschwindigkeit

Geschwindigkeit gleich Weg durch Zeit

und der durchflossenen Fläche darstellen:

Energie-Formel mit der Darstellung des Volumen aus Querschnitt und Fließgeschwindigkeit (Gleichung 5)

Unter Berücksichtigung dieser Beziehungen kann Gleichung 3 in Gleichung 5 eingesetzt und durch Ausklammern sowie Umstellen der Formel die dem Gewässer entnehmbare entnehmbare Leistung errechnet werden:

Leistung als Energieänderung im zeitlichen Intervall (Gleichung 6)

bzw.

Umgewandelte Leistungsformel mit Berücksichtigung von Durchfluss, Fallhöhe und Strömungsgeschwindigkeit (Gleichung 7)

Die Zusammenhänge um Gleichung 5 nachvollziehen zu können, zeigt die Tabelle.

In Gleichung 7 sind in der Klammer zwei wesentliche Summanden zu erkennen, die den jeweiligen Energiegehalt – hier in einer Leistungsgleichung nach Gleichung 6 dargestellt – verkörpern. Der Ausdruck h ist die Fallhöhe zwischen dem Ober- und dem Unterwasserspiegel. Dies entspricht dem potenziellen Energieanteil.

(Gleichung 8)

Der kinetische Energieanteil (vgl. Gleichung 8) wird nur wirksam, wenn sich die Strömungsgeschwindigkeit nach dem Turbinendurchlauf reduziert. In Gleichung 7 werden zudem mit dem Gesamtwirkungsgrad _absolut pauschal die Verluste in den Wasserführungen sowie in der Turbinenanlage erfasst.

Größe	Einheit	Bezeichnung in der Formel
Spezifisches Gewicht ()	bzw.	Das spezifische Gewicht () entspricht dem Produkt aus spezifischer Dichte () des Fluidums und der Erdbeschleunigung (g): . Über diese Beziehung kann die Dichte durch das spezifische Gewicht und die Erdbeschleunigung substituiert werden.
Wassermenge (Q) auch: Volumenstrom ()		Die Wassermenge (Q) errechnet sich aus dem Produkt der Strömungsgeschwindigkeit (v) und dem durchströmten Querschnitt (A)
Atmosphärendruckdifferenz p₀(h)	hPa	Die Druckdifferenz ist mit vernachlässigbar. Der Wert gilt in Bodennähe.
Leistung P	W

Ausdruck als „Energiehöhe“

Der in Gleichung 8 zu sehende Term beschreibt eine Strecke und kann als Höhe beschrieben und deswegen wie folgt interpretiert werden:

Quadrat des Quotienten aus Geschwindigkeitsdifferenz und doppelter Erdbeschleunigung als Höhe formuliert (Gleichung 9)

Deutlich wird dies, wenn man die Einheitenprobe macht und für die Geschwindigkeit (v) und die Beschleunigung (g) entsprechend schreibt:

EInheitenprobe (Gleichung 10)

Die Betrachtung der Gleichung 7 (und 9) zeigt, dass die entnehmbare Leistung durch die Wassermenge (Q) bzw. den Volumenstrom und den energetischen Höhen darstellbar ist. In den meisten Kraftwerksanlagen ist der Anteil der potenziellen Energie für die Energieumsetzung relevant. Dies hängt jedoch vom Kraftwerkstyp ab. Der kinetische Energieanteil wird beispielsweise von unterschlächtigen Wasserrädern oder in reinen Strömungskraftwerken ausgenutzt. Diese lassen sich bei geringen Fallhöhen betreiben, erfordern aber einen großen Durchfluss. Zudem kann der kinetische Energieanteil des aus einer Turbine austretenden Volumenstroms – mithilfe eines als Diffusor ausgeführten Saugrohres – die nutzbare Energiehöhe vergrößern.

Leistung aus dem rein potenziellen Energieanteil:

Potenzieller Energieanteil (Gleichung 11)

Leistung aus dem rein kinetischen Energieanteil:

Kinetischer Energieanteil (Gleichung 12)

Die Gleichung 12 beschreibt den rein kinetischen Energieanteil, wie er von einem unterschlächtigen Wasserrad genutzt werden kann. Das Wasserrad bzw. auch ein Strömungskraftwerk bremst die Fließgeschwindigkeit des Fluids. Somit bestimmt die Differenz von Ein- und Austrittsgeschwindigkeit die nutzbare Energie.

Erdbeschleunigung ist keine Konstante!

In Mitteleuropa wird für die Erdbeschleunigung pauschal der Wert von 9,81 m/s² verwendet. Global betrachtet schwankt der Wert jedoch und beträgt am Äquator 9,78 m/s² bzw. an den Polen 9,83 m/s². Werden weltweit Wasserkraftanlagen geplant, ist dies zu berücksichtigen.