Fördermittel sind unverändert ein wichtiger Bestandteil der Wirtschaftspolitik, insbesondere für den Mittelstand. Sie können Gründungen erleichtern und die Anpassung an veränderte Marktbedingungen beschleunigen. Sie leisten des Weiteren einen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und damit zur Schaffung neuer und zur Sicherung bestehender Arbeitsplätze. Fördermittel tragen auch dazu bei, strukturelle Wandlungsprozesse zu unterstützen und so die Innovationskraft der Wirtschaft zu fördern. Die vorliegende Broschüre soll Sie über ausgewählte Förderprogramme und deren Antragsbedingungen in Kurzform informieren. Bitte nutzen Sie darüber hinaus auch die angefügten Internet-Links. Bitte beachten Sie, dass sich die Konditionen und Förderbedingungen stetig verändern und dass der Inhalt dieser Broschüre nur einen richtungsweisenden Charakter besitzen kann. Nutzen Sie daher im Vorfeld jeder Maßnahme die kostenlosen Beratungsmöglichkeiten der Industrie- und Handelskammer Dresden.

Fördermittel sind unverändert ein wichtiger Bestandteil der Wirtschaftspolitik, insbesondere für den Mittelstand. Sie können Gründungen erleichtern und die Anpassung an veränderte Marktbedingungen beschleunigen. Sie leisten des Weiteren einen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und damit zur Schaffung neuer und zur Sicherung bestehender Arbeitsplätze. Fördermittel tragen auch dazu bei, strukturelle Wandlungsprozesse zu unterstützen und so die Innovationskraft der Wirtschaft zu fördern. Die vorliegende Broschüre soll Sie über ausgewählte Förderprogramme und deren Antragsbedingungen in Kurzform informieren. Bitte nutzen Sie darüber hinaus auch die angefügten Internet-Links. Bitte beachten Sie, dass sich die Konditionen und Förderbedingungen stetig verändern und dass der Inhalt dieser Broschüre nur einen richtungsweisenden Charakter besitzen kann. Nutzen Sie daher im Vorfeld jeder Maßnahme die kostenlosen Beratungsmöglichkeiten der Industrie- und Handelskammer Dresden.

Fördermittel sind unverändert ein wichtiger Bestandteil der Wirtschaftspolitik, insbesondere für den Mittelstand. Sie können Gründungen erleichtern und die Anpassung an veränderte Marktbedingungen beschleunigen. Sie leisten des Weiteren einen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und damit zur Schaffung neuer und zur Sicherung bestehender Arbeitsplätze. Fördermittel tragen auch dazu bei, strukturelle Wandlungsprozesse zu unterstützen und so die Innovationskraft der Wirtschaft zu fördern. Die vorliegende Broschüre soll Sie über ausgewählte Förderprogramme und deren Antragsbedingungen in Kurzform informieren. Bitte nutzen Sie darüber hinaus auch die angefügten Internet-Links. Bitte beachten Sie, dass sich die Konditionen und Förderbedingungen stetig verändern und dass der Inhalt dieser Broschüre nur einen richtungsweisenden Charakter besitzen kann. Nutzen Sie daher im Vorfeld jeder Maßnahme die kostenlosen Beratungsmöglichkeiten der Industrie- und Handelskammer Dresden.

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Im Jahr 2017 - 2018 wurden in Cottbus zwei solare Mehrfamilienhäuser (je 7 Wohneinheiten) gebaut und seit 2019 im bewohnten Zustand im Rahmen des Eversol-Projektes durch die TU Bergakademie Freiberg wissenschaftlich begleitet. Neben dem Energiekonzept (Solarthermie und Photovoltaik) war auch das Bewohnerverhalten aufgrund einer Pauschalmiete (Festpreis für Wohnen, Strom, Wärme und Kälte) von Interesse. Die im Detail untersuchten Gebäude in Cottbus erreichen die hohen planerischen solaren Deckungsgrade in der elektrischen Energieversorgung sehr gut (70 % - 77 %). Das Stromverbrauchsprofil ist vergleichbar mit Literaturwerten und weist keine Auffälligkeiten aufgrund von Pauschalmiete auf. Durch deutlichen Mehrverbrauch in der Wärmeversorgung wird der solare Wärmedeckungsgrad allerdings verfehlt (50 % - 55 %). Gründe sind hier neben einem hohen Komfortanspruch der Bewohner (hohe Raumtemperaturen) u. a. auch in einer fehlerhaften Thermostateinstellung und hohen Warmwasser-Vorlauftemperaturen zu sehen. Insgesamt weisen die Monitoringergebnisse jedoch nicht auf ein verschwenderisches Verhalten aufgrund der Pauschalmiete hin. Für zukünftige Projekte wird deutlich, dass sowohl elektrischer, als auch thermischer Speicher deutlich kleiner dimensioniert werden könnten, ohne einen großen Einfluss auf die Autarkie zu haben. Der Erfolg der Auskopplung von Strom- und Wärmeüberschüssen in das umliegende Quartier konnte nachgewiesen werden. Es besteht jedoch noch weiteres Potenzial durch eine intelligente Steuerung. Die in diesem Forschungsprojekt mit umgesetzte pauschalisierte Inklusivmiete / Pauschalmiete kann als ein wesentlicher zukünftiger Anreizfaktor für ein Umdenken im Neubau von gesetzlichen, energetischen Pflichtvorgaben hin zu ökologisch-wirtschaftlichen Lösungen, von denen Mieter wie Vermieter profitieren, angesehen werden. Die Kombination von Neubau mit Bestandsgebäuden zu einem Quartier, sowie die energetische Sanierung und Integration von regenerativen Energiequellen in Bestandsgebäude weisen ein immenses Potential in Deutschland auf und sollten zukünftig vermehrt hinsichtlich Energie und CO2-Einsparpotentialen mit einer Erarbeitung von neuen schnellen Umsetzungsstrategien untersucht werden.:Definitionen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung und Projektablauf 2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand 2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien 2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG) 2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser 2.1.3 Solarpflicht 2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG) 2.2 Gebäudebestand 2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH 2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz 2.3.2 Technische Ausstattung 2.3.3 Energetische Betrachtung 2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch 2.5 Energetische Quartierskonzepte 2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC 2.5.2 Strom im Quartier 2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung 2.6 Warmwasserbehandlung 2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus 2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus 3 Mietmodelle 3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen 3.1.1 Beschreibung des Status Quo 3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen 3.1.3 Mieterstrommodelle 3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten 3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen 3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung 3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen 3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete 3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte 3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht 3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht 3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten 3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer 3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer 3.4.3 Variation Energiepreis 3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten 3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell 3.6 Vernetzung im Quartier 3.7 Fazit 4 Simulationsgestützte Analysen 4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier 4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung 4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung 4.4 Standortvergleich 4.5 Ökobilanzierung 4.6 Anlagendimensionierungen 5 Monitoring 5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept 5.2 Installierte Messtechnik 5.3 Messwerterfassung 5.4 Wetterdaten 5.5 Speicherverluste 5.6 Kennzahlen 6 Energetische Bewertungen 6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung 6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall 6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf 6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST 6.1.4 Nahwärmeauskopplung 6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus 6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher 6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation 6.1.8 Klimatisierung Technikräume 6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten 6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom 6.2.2 PV-Anlagen 6.2.3 Haushaltsstromverbrauch 6.2.4 Hilfsstromverbrauch 6.2.5 Akkuspeicher 6.2.6 Quartiersvernetzung 6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen 6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme 6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und Heizwärmebedarf 6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch 6.3.4 Solarthermieanlage 6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage 6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung 6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers 6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung 6.3.9 Quartiersvernetzung 6.4 Soziologische Befragungen 6.4.1 Bewertung der Wohnungen 6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts 6.4.3 All-Inclusive-Miete 6.4.4 Einstellung zur Mobilität 6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten 6.4.6 Geräteausstattung 6.4.7 Fazit 7 Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang / As part of the Eversol project, two solar apartment blocks (7 units each) were built in 2017 - 2018 and were monitored since 2019 in an inhabited state as part of the Eversol project monitored scientifically by the TU Bergakademie Freiberg. Due to a flat-rate rent (fixed price for living, electricity, heating and cooling), the energy concept (solar thermal and photovoltaics) and the occupants' behaviour were of main interest. The high planned solar coverage rates for the electricity supply (70 % - 77 %) are very well achieved in the buildings analysed in detail in Cottbus. The electricity consumption profile is comparable with literature values and shows no anomalies due to flat-rate rent. However, the solar heat coverage is not achieved due to the significantly higher consumption in the heat supply (50 % - 55 %). In addition to the high comfort requirements of the occupants (high room temperatures), this is e. g. also due to incorrect thermostat settings and high hot water temperatures. On the whole, however, the monitoring results do not indicate any wasteful behaviour as a result of the flat-rate rent. For future projects, it is clear that both the electrical and thermal storage tanks could be significantly smaller without having a major impact on self-sufficiency. The success of exporting surplus electricity and heat to the surrounding neighbourhood has been proven, but there is further potential through intelligent control. The all-inclusive rent / flat-rate rent implemented in this research project can be seen as a significant future motivator for a rethinking in new buildings from legislative, mandatory energy requirements to ecological and economical solutions that benefit both tenants and landlords. Combining new buildings with existing buildings to form a quarter, as well as energy-efficient renovation and integration of renewable energy into existing buildings, has great potential in Germany and should be explored further to develope new rapid realisation strategies for the future building sector.:Definitionen Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung und Projektablauf 2 Stand der Technik und Gesetze im Gebäude- und Quartiersbestand 2.1 Gesetzliche Vorgaben und Förderrichtlinien 2.1.1 Gebäudeenergiengesetz (GEG) 2.1.2 KfW-Förderungsrichtlinien Niedrigenergiehäuser 2.1.3 Solarpflicht 2.1.4 Gesetz zur Aufteilung der Kohlendioxidkosten (CO2KostAufG) 2.2 Gebäudebestand 2.3 Niedrigstenergiegebäude im Markt der MFH 2.3.1 Geometrische Kennzahlen und baulicher Wärmeschutz 2.3.2 Technische Ausstattung 2.3.3 Energetische Betrachtung 2.4 Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Heizwärmeverbrauch 2.5 Energetische Quartierskonzepte 2.5.1 Wärme im Quartier - 5GDHC 2.5.2 Strom im Quartier 2.5.3 Fazit und Hemmnisse von Quartierskonzepten für Wärme- und Stromeigenversorgung 2.6 Warmwasserbehandlung 2.6.1 Grundlagen solarer Nutzwassererwärmung im Mehrfamilienhaus 2.6.2 Warmwasserbereitstellung im Mehrfamilienhaus 3 Mietmodelle 3.1 Energielieferungen in Vermietungsmodellen 3.1.1 Beschreibung des Status Quo 3.1.2 Gesetzeskarte für Energiedienstleistungen 3.1.3 Mieterstrommodelle 3.1.4 Bestehende Pauschal- und Teilinklusivmieten 3.2 Neue Modelle der Pauschalmiete und Variationen 3.2.1 Varianten pauschaler Abrechnung 3.2.2 Wünschenswerte rechtliche Änderungen 3.3 Wirtschaftlichkeitsvergleich der Pauschalmiete 3.3.1 Ermittlung der Eingabewerte 3.3.2 Ergebnisse aus Vermietersicht 3.3.3 Ergebnisse aus Mietersicht 3.4 Mögliche Einsatzbereiche von Pauschalmieten 3.4.1 Variation des Gebäudestandards und der Anlagennutzungsdauer 3.4.2 Variation der Fördermittel und der CO2-Steuer 3.4.3 Variation Energiepreis 3.4.4 Variation der Anzahl der Wohneinheiten 3.5 Vergleich der gemessenen Daten in Bezug auf die betrachteten Mietmodell 3.6 Vernetzung im Quartier 3.7 Fazit 4 Simulationsgestützte Analysen 4.1 Matlab/Simulink Modell von Gebäude und Quartier 4.2 Potentiale wärmeseitige Quartiersvernetzung 4.3 Potentiale stromseitige Quartiersvernetzung 4.4 Standortvergleich 4.5 Ökobilanzierung 4.6 Anlagendimensionierungen 5 Monitoring 5.1 Kenndaten und Gebäudekonzept 5.2 Installierte Messtechnik 5.3 Messwerterfassung 5.4 Wetterdaten 5.5 Speicherverluste 5.6 Kennzahlen 6 Energetische Bewertungen 6.1 Fehleranalyse und Vorschläge zur Systemoptimierung 6.1.1 Akku- und Wechselrichterausfall 6.1.2 Eigenzirkulation im ST-Kreislauf 6.1.3 Hydraulischer Abgleich der Teilfelder ST 6.1.4 Nahwärmeauskopplung 6.1.5 Thermostateinstellung und Umstellungen des Heiz- und Kühlmodus 6.1.6 Einspeisung ST-Ertrag in Speicher 6.1.7 Zirkulationsverluste und Auslegung Frischwasserstation 6.1.8 Klimatisierung Technikräume 6.2 Elektrische Energiebilanz - Gebäude und Einzelkomponenten 6.2.1 Allgemeine Energiebilanzen - Strom 6.2.2 PV-Anlagen 6.2.3 Haushaltsstromverbrauch 6.2.4 Hilfsstromverbrauch 6.2.5 Akkuspeicher 6.2.6 Quartiersvernetzung 6.3 Wärmebilanz - Gebäude und Einzelwohnungen 6.3.1 Allgemeine Energiebilanzen - Wärme 6.3.2 Einfluss Mieter und Thermostateinstellung auf Raumtemperatur und Heizwärmebedarf 6.3.3 Einfluss der Globalstrahlung auf den Heizwärmeverbrauch 6.3.4 Solarthermieanlage 6.3.5 Vergleich Solarthermie- und PV-Anlage 6.3.6 Gasbrennwerttherme und Warmwasserbereitung 6.3.7 Betrachtungen des Wärmespeichers 6.3.8 Gebäude- und Wohnraumkühlung und -heizung 6.3.9 Quartiersvernetzung 6.4 Soziologische Befragungen 6.4.1 Bewertung der Wohnungen 6.4.2 Bewertung des Energiekonzepts 6.4.3 All-Inclusive-Miete 6.4.4 Einstellung zur Mobilität 6.4.5 Selbsteinschätzung des Energieverbrauchsverhalten 6.4.6 Geräteausstattung 6.4.7 Fazit 7 Fazit und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang

Elektrohydraulische Steuerungen mit getrennten Steuerkanten stellen komplexe, mechatronische Systeme dar, welche durch ein enges Zusammenspiel der beteiligten Komponenten, ihrer strukturellen Anordnung, der notwendigen Sensorik und Elektronik, sowie den funktionsgebenden Algorithmen charakterisiert sind. Die vielfältigen Umsetzungsvarianten in den jeweiligen Gebieten und speziell im Bereich der Steuer- und Regelalgorithmen erschweren eine zielgerichtete Entwicklung, Bewertung und Auswahl. Neben ökonomischen Randbedingungen bildet vor allem eine beherrschbare Komplexität der Steuerungen, im Sinne der Robustheit und Handhabbarkeit, ein wesentliches Merkmal. Im Kern der Arbeit steht die Frage, welche Systemarchitektur für eine spezifische Maschinen- bzw. Arbeitsaufgabe aus Funktions- und Effizienzsicht optimale Eigenschaften aufweist. Dafür ist es notwendig, den Betrachtungsraum über alle Hierarchieebenen hinweg mit ihren jeweiligen Abhängigkeiten zu berücksichtigen. Ein strukturierter und iterativer Entwicklungsprozess, welcher dieWechselwirkungen der Einzellösungen frühzeitig einbezieht, dient dabei als Vorgehensmodell. In jeder Ebene sind Synthese,Analyse und Validierungsschritte notwendig, um die resultierenden Systemeigenschaften bewerten zu können. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf einer Einbindung der Steueralgorithmen und einem stufenweisen Test mithilfe simulativer und experimenteller Untersuchungen. Die vorliegende Arbeit stellt eine Struktur- und Schaltungssystematik, zur zielgerichteten Ableitung von Strukturvarianten unter Berücksichtigung der Art und Anordnung der beteiligten Komponenten, zur Verfügung. Für die als Grundstruktur oder Basiskonfiguration bezeichnete Systemvariante, bestehend aus vier proportional verstellbaren Einzelwiderständen in Brückenanordnung, erfolgt eine regelungstechnische Analyse des vorliegenden Mehrgrößensystems. Zusätzlich zum Streckenverhalten (offene Steuerkette) ist das resultierende Verhalten der Kombination Strecke und Steuerung von Interesse. Den Schwerpunkt bilden insbesondere die Analyse des Führungs- und Störverhaltens, sowie die Kopplungseigenschaften des resultierenden Gesamtsystems. Um das funktionale Verhalten der gewählten System- und Steuerungsstruktur tiefgreifender analysieren und ihre Funktionsfähigkeit nachzuweisen zu können, wird ein Labordemonstrator in Form eines Baggerarmprüfstandes genutzt. Hierbei erfolgen jeweils eine virtuelle Untersuchung in einer Systemsimulationsumgebung, als auch der messtechnische Nachweis. Ein analoges Vorgehen wird für die Untersuchung des funktional-energetischen Verhaltens im Gesamtmaschinenkontext gewählt. Das simulativ ermittelte und optimierte Verhalten wird durch umfangreiche Untersuchungen am Maschinendemonstrator, im Rahmen von Maschinenmessungen verifiziert. Die dabei gewonnen Erkenntnisse dienen als Randbedingungen für eine weitreichende simulationstechnische Gegenüberstellung mit alternativen Antriebstechnologien. Erst diese Maßnahme ermöglicht die Einordnung der erzielten Ergebnisse des Untersuchungssystems.:1 Einleitung 1 2 Stand der Wissenschaft und Technik 3 2.1 Aufbau und Funktionsweise von Erdbaumaschinen 3 2.2 Steuerungssysteme mobiler Arbeitsmaschinen 6 2.2.1 Ventilgesteuerte Systeme in Open-Center Ausführung 9 2.2.2 Ventilgesteuerte Systeme in Closed-Center Ausführung 11 2.2.3 Verdrängergesteuerte Systeme 15 2.2.4 Hydraulische Hybridsysteme 18 2.3 Systeme mit getrennten Steuerkanten 21 2.3.1 Ventilstrukturen und Betriebsmodi 22 2.3.2 Aufbau und Funktionsweise proportionaler Sitzventile 28 2.3.3 Steuerungs- und Regelungskonzepte 31 3 Motivation und Zielsetzung 38 4 Entwurf und Systematisierung von Schaltungsvarianten 41 4.1 Methodik im Systementwurf 42 4.2 Varianten der Ventilstrukturen 45 4.3 Varianten der Ventilsteuerung 51 4.4 Varianten der Versorgungs- und Gesamtsysteme 53 5 Übertragungseigenschaften von Mehrgrößensystemen 58 5.1 Charakterisierung Mehrgrößenbegriff 58 5.2 Mathematische Beschreibung des ventilgesteuerten Zylinderantriebs 62 5.3 Herleitung des nichtlinearen, modellbasierten Vorsteuergesetzes 71 5.4 Analyse Zusammenhänge in Mehrgrößensystemen 74 5.4.1 Analyse des statischen Koppelfaktors 76 5.4.2 Analyse der dynamischen Kopplungseigenschaften 80 6 Untersuchungen am Labordemonstrator 87 6.1 Struktur und Aufbau des Labordemonstrators 87 6.2 Untersuchungsmethodik 89 6.3 Modellentwicklung des Labordemonstrators 92 6.3.1 Modellierung der Ausrüstungsmechanik und Prozessbelastung 93 6.3.2 Modellierung des Antriebssystems 95 6.3.3 Umsetzung der Ansteuerung - Software in the Loop 97 6.4 Validierung des Gesamtantriebsmodells 98 6.5 Beschreibung und Analyse der Steuerung 100 6.5.1 Statisches Verhalten im Einzelverbraucherbetrieb 103 6.5.2 Dynamisches Verhalten im Einzelverbraucherbetrieb 105 6.5.3 Statisches Verhalten im Mehrverbraucherbetrieb 108 6.5.4 Dynamisches Verhalten im Mehrverbraucherbetrieb 110 6.6 Zusammenfassung und Bewertung 114 7 Integration und Funktionstest am Maschinendemonstrator 115 7.1 Aufbau und Funktionsweise des Standardantriebssystem 116 7.2 Entwicklung und Integration des Antriebsprototyps 121 7.3 Modellentwicklung des Maschinendemonstrators 130 7.3.1 Ausrüstungs- und Fahrzeugmechanik 131 7.3.2 Verbrennungsmotor 133 7.3.3 Verstellpumpen 135 7.3.4 Steuerventile 136 7.3.5 Proportional-Sitzventil 137 7.3.6 Drehwerkssteuerung 139 7.4 Validierung und simulative Erprobung des des Gesamtsystems 140 7.5 Experimentelle Erprobung und Analyse des GSK-Systems 149 7.6 Zusammenfassung und Bewertung 157 8 Modellgestützte Analyse und Vergleich der Energieeffizienz 159 8.1 Modellgestützte Effizienzanalyse in mobilen Arbeitsmaschinen 159 8.1.1 Vollständige Zyklenspiele 161 8.1.2 Standardzyklus 164 8.1.3 Äquivalente Referenzzyklen 165 8.1.4 Fazit 166 8.2 Entwicklung und Beschreibung von Antriebssystemvarianten 168 8.2.1 Mehrkreis Drosselsteuerung 3K-OC-DS 170 8.2.2 Mehrkreis Load-Sensing Steuerung 2K/3K-CC-LS 172 8.2.3 Mehrkreis Verdrängersteuerung 3K/4K-DC 174 8.2.4 Systemvarianten mit getrennten Steuerkanten 2K/3K-IM 176 8.2.5 Mehrkreis Hybridsysteme 3K-Hy 180 8.3 Ergebnisse der Effizienzanalyse 188 8.3.1 Mehrkreis Drosselsteuerung 3K-OC-DS 188 8.3.2 Mehrkreis Load-Sensing Steuerung 2K/3K-CC-LS 193 8.3.3 Mehrkreis Verdrängersteuerung 3K/4K-DC 194 8.3.4 Systemvarianten mit getrennten Steuerkanten 2K/3K-IM 196 8.3.5 Hybridsystemvarianten 3K-Hy / 3K-CP 198 8.3.6 Gesamtsystemvergleich 200 9 Zusammenfassung und Ausblick 203 10 Literaturverzeichnis 209 A Anhang 233 A.1 Systematisierung von Schaltungsvarianten 233 A.1.1 Metrik zu Ermittlung der Schaltungseffizienz 233 A.2 Untersuchungen Mehrgrößensystem 242 A.2.1 Linearer Signalflussplans eines Systems mit vorgeschalteter Druckwaage 242 A.2.2 Darstellung der Systemmatrizen des ventilgesteuerten Zylinderantriebs 243 A.2.3 Kopplungsanalyse der offenen Steuerkette 243 A.2.4 Kopplungsanalyse der dezentralen Einfachregelung 245 A.2.5 Kopplungsanalyse linearer Entkopplungsfilter 246 A.2.6 Kopplungsanalyse nichtlineare Vorsteuerung 248 A.3 Untersuchungen am Systemprüfstand 250 A.3.1 Kinematikgleichungen 250 A.4 Untersuchungen am Demonstrator 251 A.4.1 Modellierung Mehrkörperstruktur 251 A.4.2 Werkzeug-Boden-Kontakt 252 A.4.3 Dynamische Vermessung Porportional-Sitzventil 253 A.5 Sytemvergleich 254 A.6 Methoden und Verfahren der Effizienzermittlung 254 A.6.1 Validierung Referenzsystem 259 A.6.2 Ergebnisse Effizienzanalyse 260

Sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Anwendung erfahren drahtlose Sensornetze (engl. Wireless Sensor Networks, WSN) eine immer höhere Popularität. Dies liegt nicht zuletzt an den Forschungsgebieten Car2X-Kommunikation, Internet of Things sowie Umweltüberwachung als Teil des Katastrophenschutzes. Typischer Schwerpunkt ist das energieeffiziente und latenzarme Übertragen von Informationen in einem drahtlos verknüpften Netz aus stark ressourcenbeschränkten Hardwareplattformen. Die Dissertation beschäftigt sich mit der Forschungsfrage, inwieweit Methoden und konkrete Algorithmen aus dem Big-Data-Computing vorteilhaft in drahtlosen Sensornetzen eingesetzt werden können. Während es im ersten Moment nicht intuitiv erscheinen mag, dass Ansätze aus dem Big-Data-Bereich, die bereits konventionelle Rechensysteme an ihre Grenzen bringen, für Sensornetze relevant sein sollen, zeigt die Arbeit Parallelen auf, die zwischen klassischem Big Data und einer Teilgruppe von Sensornetzen existieren. Im Rahmen der Arbeit wird dazu der Begriff drahtloses Big-Data-Sensornetz (Big Data WSN) definiert und darauf aufbauend werden Anforderungen an ein Datenaggregationssystem für ebensolche Sensornetze erörtert sowie konkrete Big-Data-Algorithmen konzeptionell übertragen und adaptiert. Es wird gezeigt, dass sich sogenannte datenbank-orientierte Aggregationssysteme zur Umsetzung dieser Anforderungen eignen und dass ein solches existierendes System für Big Data WSN erweitert werden kann. Die Hauptbeiträge der Dissertation sind die Vorstellung eines Routingverfahrens für Big Data WSN, das anwendungsrelevante Knoten energieeffizient ermittelt, die Übertragung von Big Data Algorithmen auf WSN zur Reduzierung der zu übertragenden beziehungsweise zu speichernden Datenmenge sowie ein Ereignissystem zur Steigerung der Energieeffizienz und Verringerung der Latenz von Ereignisreaktionen.:1. Einleitung 2. Grundlagen 3. Stand der Forschung 4. Konzeptionierung eines Aggregationsverfahrens für WSN im Big-Data-Kontext 5. Big-Data-WSN-Aggregationssystem Planetary 6. Auswertung und Ergebnisse 7. Zusammenfassung Anhang