Open Access

Vonnegut vom General Electric Research hat zusammen mit Langmuir und Schäfer in 1947 die Eigenschaft von Silberjodid (AgI) Niederschläge wie Regen, Schnee, Eis auszulösen, untersucht. Hierfür werden die Gewitterwolken im frühen Entwicklungsstadium im Bereich der Aufwindzonen angeflogen. Bei einer Höhe zwischen ein und fünf Kilometer werden die AgI-Generatoren, die an den Flugzeugtragflächen angebracht sind, eingeschaltet. Die Generatoren verbrennen die Lösung, die als Komplex zusammen mit Wasser und Aceton im Behälter vorliegt. Der entstehende Silberjodid-Rauch löst einen Niederschlag in Form von Regen, Schnee oder Graupel aus. Die Gewitterwolke verliert dadurch die erforderliche Energie, um größere Hagelkörner zu bilden. Die Effektivität von Silberjodid-Kristallen zur Bildung von Eiskristallen und Niederschlägen wird auf die hexagonale Struktur zurückgeführt, wie sie auch die Eiskristalle in der Luft haben. Die optimale Menge, mit der die Wolken geimpft werden liegt bei 11 g pro Liter Lösung. Aufgrund der geringen Löslichkeit von Silberjodid in Wasser wird die Löslichkeit in Komplexen wie z.B. im AgI-KI-Wasser-Aceton-Gemisch gesteigert. Die Impfung der Gewitterwolken ist bei Aufwinden zwischen 3 m/s und 5 m/s, also im Frühstadium effektiv. Dabei spielt jedoch auch die Partikelgröße eine entscheidende Rolle. Monodisperse Partikel mit einem Durchmesser von 10 Nanometern sind bis zu Temperaturen von -17 °C und Partikel mit 100 Nanometer Durchmesser sind bei etwa -10 °C aktiv. Die Versuche belegen eine effektive Eiskristallbildungsfähigkeit von Silberjodid ab -5 °C. Unter Laborbedingungen ist stets eine Wirksamkeit ermittelt worden. Bei Versuchen unter realen Bedingungen schwankt die effektive Temperatur ab der das Silberjodid Eiskristalle bildet. Das standardisierte Vorgehen bei der Wolkenimpfung dient daher der Vermeidung von Abweichungen bei der Ermittlung der Effektivität von Silberjodid.

In der vorliegenden Masterarbeit wurden verschiedene Ansteuerungsstrategien für den Betrieb von dreiphasigen Active-Neutral-Point-Clamped- (ANPC) Mittelspannungs-Netzumrichtern mit Siliziumkarbid (SiC) Halbleiterschaltelementen untersucht. Durch die Vielzahl an aktiven Schaltelementen können bei der ANPC-Topologie zur Modellierung des gewünschten Ausgangssignals zahlreiche unterschiedliche Ansteuerungsstrategien eingesetzt werden. Je nach gewählter Ansteuerungsstrategie können so unter anderem die Faktoren Schalt- und Durchlassverluste, Wirkungsgrad, Verlustverteilung, Schalter- und Ausgangsschaltfrequenz, der Oberschwingungsanteil des Ausgangssignals, sowie die maximale Spannungsbelastung der Halbleiter beeinflusst werden. Neben der elektrotechnischen Beschreibung der aktuell eingesetzten Umrichter-Technologien wurden in dieser Arbeit primär aus aktuellen Veröffentlichungen und Dissertationen verschiedene Möglichkeiten für die Ansteuerung von ANPC-Umrichter zusammengetragen und insgesamt sieben Sinus-Pulsweiten-Modulationsstrategien (S-PWM) im Detail untersucht. Hierbei wurde für jede vorgestellte Modulationsstrategie das Grundfunktionsprinzip aufgezeigt und analysiert, sowie die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile herausgearbeitet. Anschließend wurden alle vorgestellten S-PWM-Strategien in der Schaltungssimulationssoftware PLECS implementiert und diese in verschiedenen Betriebszuständen simuliert. Die Simulation ergab, dass sich bei der ANPC-ALD-Strategie eine bestmögliche Verlustverteilung zwischen den Halbleiterelementen einstellt, bei der ANPC-OOZS-Strategie die geringsten Durchlassverluste entstehen und bei den Strategien ANPC-DF, -12, -R2:1 und -SSLD im Bereich der Nulldurchgänge des Ausgangssignals an den inneren Halbleitern kurzzeitige kritische Überspannungen auftreten. Bei den Strategien ANPC-11-Sync, -ALD und -OOZS treten dagegen keine Überspannungen an den Halbleitern auf. Ausgehend von diesen Simulationsergebnissen wurden die Strategien ANPC-DF, -ALD und -OOZS für den potentiellen Einsatz in Mittelspannungsumrichtern ausgewählt, auf einem FPGA-Board implementiert und damit eine geeignete Niederspannungstestplattform in Betrieb genommen. Durch praktische Messungen auf dieser Testplattform konnten die Simulationsergebnisse in einem ersten Schritt verifiziert werden. Sowohl das erstellte Simulationsmodell als auch die in Betrieb genommene Testplattform können somit zukünftig für weitere Untersuchungen im Bereich der ANPC-Umrichter-Ansteuerungsstrategien eingesetzt werden.

Die vorliegende Masterarbeit analysiert die Problematiken effektiver grafischer Repräsentationen in digitalen Informationssystemen, die mit besonders hoherund dynamischer Datendichte und Datenquellen einhergehen. Anschließend an die Analyse der Problematiken erarbeitet der Autor dieser Forschungsarbeit ein konzeptuelles Modell zur Bewältigung der geschilderten Problematiken, auf Basis von semantisch beschriebenen, wiederverwendbaren grafischen Visualisierungselementen und den ebenfalls semantisch beschriebenen in die Visualisierung zu überführenden Daten. Besonders hervorzuhebende Erkenntnisse dieser Masterarbeit sind die Identifikation von Qualitätskriterien zur Zielführung einer effektiven Visualisierung gemäß der visuellenWahrnehmung des menschlichen kognitiven Systems, die Notwendigkeit zur Erweiterung der Vokabularmenge der schema.org-Ontologie zur Anwendung der identifizieren Qualitätskriterien und das Auffinden geeigneter Visualisierungselemente sowie das Zuordnen der Daten zu entsprechenden Visualisierungselementen über den Aufbau und Vergleich einer Baumstruktur für sowohl die Daten als auch die der Visualisierungselemente. Diese Forschungsarbeit ist von besonderer Relevanz für Entscheider, Projektmanager und Softwareentwickler, die digitale Informationssysteme mit einer hohen Anzahl an heterogenen Datensätzen und Datenquellen entwickeln.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von Apps und virtuellen Welten auf die Akzeptanz und die Motivation von Läufern zu ermitteln. Dafür wird der Begriff der Motivation anhand von Motivationsmodellen erklärt und auf den Laufsport angewendet. Durch den praktischen Teil der Arbeit, wurde mittels einer Studie herausgefunden wie Probanden auf virtuelle Welten während einer Laufeinheit auf einem Laufband reagieren und diese bewerten. Die Grundlage und Idee des Themas dieser Bachelorarbeit, war unter anderem eine virtuelle Laufapp. 2009 gab es an der Hochschule Furtwangen die Projektgruppe „Virtual Marathon“. Unter der Leitung von Prof. Dr. Dittler, war das Ziel des Projektes eine virtuelle Welt für den Laufsport zu erschaffen. Dafür filmte die Gruppe verschiedene Laufstrecken ab und projizierte diese Videos anschließend auf eine Leinwand, vor welcher ein Laufband installiert wurde. Heutige Apps nutzen dieselbe Technik, nur auf aktuellerem Stand und mit einer Vielzahl von mehr Strecken.