PV-battery and diesel hybrid system for irrigation of a farm in Patagonia

An existing off-grid irrigation system of a 12’000 ha farm in Patagonia today powered by electrical pumps and diesel gensets, will be extended by a PV plant and a battery system to improve ecological ratings of the products and reduce energy costs. An optimal photovoltaic plant and a battery energy storage system had to be designed. The compiled hourly demand profile served as input to a simulation model of a photovoltaic diesel battery hybrid system. With the given assumptions the PV array should be oriented to north at an inclination of 30°. The analysis of electricity cost indicated the optimal system size of 1800 kWp PV nominal power and 500 kWh of battery capacity. With this system 55.2% of the energy used for irrigation will be provided by the photovoltaic plant in the first year. The electricity cost amount to $0.136 per kWh electrical energy compared to the$0.432 per kWh electrical energy currently produced by the diesel-only system. Further analysis showed high dependency of the electricity cost on the time until connection to the utility grid and its electricity price and future diesel price

Trauer und Trost der Musik

Die vorliegende Arbeit stellte sich die Aufgabe, die These zu belegen, daß das Frühwerk Theodor W. Adornos (anzusetzen ca. von 1920-1937) als vollgültiger Teil seines Gesamtwerks betrachtet werden könne, allerdings innerhalb desselben auch eine eigenständige, terminologisch wie inhaltlich deutlich von späteren Phasen unterschiedene Formation darstellt. Innerhalb eines vom Verfasser geplanten größeren Projekts zur Rekonstruktion des adornoschen Frühwerks und seiner Ästhetik bildet die vorliegende Arbeit einen ersten, in sich abgeschlossenen Teil, welcher sich vorwiegend auf die umfänglichen und vielfältigen 'Musikalischen Schriften' jenes Zeitraums konzentriert und diese sowohl hinsichtlich ihrer Thematik wie ihrer philosophischen Implikationen darstellt. Spezifische Themen des Frühwerks bilden etwa die geschichtsphilosophische Problematik der ästhetischen Formen (aufgrund von Vorgaben durch Siegfried Kracauer und Georg Lukacs) sowie, daraus sich ergebend, die Frage der Möglichkeit einer Überwindung des Subjektivismus (wie er sich zeitgenössisch etwa in Gestalt des Expressionismus verkörpert fand) durch Gestaltung, die 'vom Ich' ausginge, aber nicht dabei stehen bliebe, sondern es zu Resultaten von objektiver Geltung bringen sollte; spezifisch nun in Gestalt musikalischer Problemlösungen, welche exemplarisch auch für außer-ästhetische (d.h. ethische, gesellschaftliche) stehen können sollten. (Dabei durfte im Sinne der Dialektik der individuelle Ausdruck freilich nicht einfach negiert, sondern mußte seiner Wahrheit nach auch erhalten werden; geleistet worden sein sollte dies nach Adornos damaliger Auffassung durch den von Schönberg inaugurierten 'Funktionswandel' des musikalischen Ausdrucks, im Zusammenspiel mit kompositorischen Verfahren 'rationaler Konstruktion'.) Weiters war zumindest skizzenhaft zu exponieren, worin der von Adorno postulierte Erkenntnischarakter der Musik, in Zusammenhang mit seinem Konzept von Philosophie als Deutung, bestehe. Musik erscheint bzw. fungiert als 'Erkenntnis' nur indirekt, als Ausdruck bzw. Darstellung, bleibt also angewiesen auf Interpretation und Begriff. Ihre philosophische Deutung bezeichnet Adorno als 'Dechiffrierung', wobei allerdings seiner dialektischen Hermeneutik kein vorgegebener, bewährter 'Schlüssel' oder 'Code' zur Verfügung steht, sondern nur quasi versuchsweise am konkreten Modell gearbeitet werden kann; daher gibt es bei ihm auch keine systematische Theorie oder Methodologie musikalischer Ästhetik, sondern 'nur' ein Ensemble von Analysen, als deren Inbegriff jene allenfalls zu fassen wäre. Inhaltlich betrifft die durch Musik verkörperte bzw. dargestellte und von Philosophie als ihrer Interpretation ausgesprochene Erkenntnis v.a. den Gang von Geschichte, das menschliche Verhältnis zur Natur, die Formen der Vergesellschaftung und das daraus resultierende Leiden, in der Moderne bes. als Erfahrung der Entfremdung und Sinnleere; all das aber nicht in der Weise der Abspiegelung oder konventionellen Repräsentation, sondern vermittelt durch den (Selbst-)Ausdruck von Subjektivität als aktiver und erleidender in der Dialektik zwischen Natur und Geist/Geschichte/Gesellschaft; sowie evtl. antizipativ das Telos geschichtlich-menschheitlichen Fortschritts, die Utopie von Versöhnung, sowohl als innergesellschaftliche wie in bezug auf Natur und Übernatur. Da sich die Vielzahl der Texte und Gegenstände, angelegentlich derer das Denken Adornos die Konstellation seiner zentralen Motive auf immer neue Weise vornimmt, ihr stets verschwiegenes Zentrum aus wechselnder Entfernung und auf verschiedenen Umlaufbahnen umkreist, jeglicher Absicht auf 'Zusammenfassung' sperrt, mag hier nur eine (Haupt-)Tendenz hervorgehoben sein, die sich darin abzeichnet und gewissermaßen als letztes Stadium des Entwicklungsprozesses verstanden werden kann, in dem er die abendländische Musikentwicklung etwa von der Zeit der Herausbildung der Tonalität bis zur seinerzeit neuesten Musik (v.a. der Schönbergschule) begriffen sah. Bei der Analyse der v.a. zeitgenössischen musikalischen Produktion und ihrer technischen, kompositionellen Verfahrensweisen, der Form der Werke und Beschaffenheit ihrer Elemente schälte sich zusehends ein Phänomen, Aspekt und (schließlich auch m.o.w. ausdrücklich formuliertes) Konzept heraus, welches Adorno später auch anderweitig programmatisch für Philosophie proklamierte, nämlich dasjenige einer Mikrologie. Das Mikrologische kann nun verstanden werden sowohl: - Musikalisch: als geschichtliche Tendenz des Materials zur Verkleinerung (der tragenden Entitäten, d.h. motivisch fungierenden Gestalten, v.a. bei Berg, aber auch und damit zusammenhängend: als Konzentration der Form, am deutlichsten bei Webern; Verdichtung der motivisch-thematischen Arbeit; hinsichtlich der Reproduktion: im Erfordernis beschleunigter Tempi auch bei der Interpretation historischer Werke; insgesamt vielleicht auch als Schrumpfen der Produktion von höchster ästhetischer Dignität (repräsentiert v.a. durch die Schönbergschule); rezeptionsseitig begleitet von schwindender Bereitschaft und Fähigkeit zum Verständnis der neuen und geschichtlich 'aktuellen' Musik); letzte Konsequenz wäre gänzliches Verstummen. - Philosophisch: hinsichtlich der 'dechiffrierenden' Deutung, als geschichtsphilosophischer und metaphysischer Interpretation der musikalischen Vorgänge und Gegebenheiten, bedeutet es fortschreitende Reduktion, Minimierung, (Ver-)Schwinden des metaphysischen Gehalts, d.i. in Adornos Terminologie v.a. 'Hoffnung' (auf inner- oder außerweltliche 'Versöhnung', 'Rettung', 'Erlösung', semantisch changierend zwischen Sozial-Utopie und Krypto-Theologie); gerade dadurch soll dieser aber auch - paradox - gerettet werden können: in Analogie zum Unendlich-Kleinen, welches als solches eben doch vom absoluten Nichts absolut und unendlich, ewig verschieden bleibt. Seinen (allegorischen) Ausdruck findet das musikalisch in Gestalt des 'kleinsten Schrittes', vom philosophischen Deuter gefaßt in die formelhafte Wendung, der Schritt von Trauer in Trost sei nicht der größte, sondern der kleinste. - Philosophisch zum Ausdruck gebracht wird dies, d.h. eigentlich die gesamte Konzeption des Mikrologischen, auf entsprechend konzentrierte Weise, nicht zuletzt in dem wiederkehrenden und vielfältigen Gebrauch des Leibniz'schen Monaden-Begriffs, sowohl in ästhetischen wie gesellschaftstheoretischen und (existenzial-/sozial-)psychologischen Kontexten. - Ethisch angewendet (interpretativ-rekonstruktiv behauptet, nicht ausgeführt bei Adorno, formelhaft angedeutet in Wendungen wie 'so wie diese Musik sollst du dich verhalten') bedeutete das Prinzip jener Ästhetik der 'infinitesimalen' Verkleinerung, daß kein 'Schritt' (in Richtung der Realisierung der Utopie) jemals zu klein sein könnte, um unterlassen zu werden. - Dem entspricht eine philosophische Haltung und Verfahrensweise, welcher ebenso kein Phänomen, Gegenstand oder Wesen als zu klein, zu geringfügig oder unbedeutend gelten würde, um sich nicht darin zu 'versenken'. Ebendies könnte womöglich auch die Leitlinie für ästhetische Reflexion auf Musik nach Adorno umschreiben. Entsprechend dem Grundsatz Adornos, daß es, wie an den musikalischen, auch an philosophischen Texten womöglich nur die kleinsten Züge seien, in denen das Entscheidende geborgen sei, an denen sich die Entscheidung über Wahrheit oder Unwahrheit, Gelingen oder Scheitern ihres Anspruchs festmachen treffen ließe, versuchte die Untersuchung diesen so weit als möglich zu folgen, wohin sie von ihnen geführt wurde und wählte daher anstelle systematischer Darstellung das Verfahren eines fortlaufenden Kommentars zu den Texten, aus denen um jener kleinsten Züge willen auch extensiv zitiert wurde. Verfolgt wurde die Konstellation deren zentraler Motive (etwa von Trauer und Trost, Hoffnung und Verzweiflung, Untergang und Rettung, Entfremdung und Versöhnung, Verkleinerung und Verschwinden) durch die meisten Texte des fraglichen Zeitraums, sowohl repräsentativ bzw. programmatisch intendierte, wie auch z.T. ephemere und Gelegenheitsarbeiten. Des weiteren ausführlich berücksichtigt wurden die Briefwechsel Adornos mit Alban Berg und Ernst Krenek

05431 Abstracts Collection -- Deduction and Applications

From 23.10.05 to 28.10.05, the Dagstuhl Seminar 05431 ``Deduction and Applications\u27\u27 was held in the International Conference and Research Center (IBFI), Schloss Dagstuhl. During the seminar, several participants presented their current research, and ongoing work and open problems were discussed. Abstracts of the presentations given during the seminar as well as abstracts of seminar results and ideas are put together in this paper. The first section describes the seminar topics and goals in general. Links to extended abstracts or full papers are provided, if available

Integration and management of PV-battery systems in the grid

The paper describes recent developments and implementation of a method and a prototype solving the problem of optimal integration of PV-battery energy storage systems into the power grid. The first practical results achieved in cooperation with ABB Switzerland Ltd. using a real-time prototype of the developed advanced battery controller and the largest Li-Ion battery installed in Switzerland at the electric power utility of the canton of Zurich (EKZ) are presented

Techno-economic evaluation of voltage dependent active and reactive power control to reduce voltage violations in distribution grids

High penetration of PV plants or numerous electric vehicle (EV) charging station stations connected to the low voltage distribution grids (LVDG) may cause a voltage rise or voltage decrease respectively. There are several measures of maintaining the voltage stability such as grid reinforcement, battery energy storage, line voltage regulator, etc., although they vary in effectiveness and economic viability. This paper focuses on using decentralised voltagedependent active and reactive power (PQ(V)) control of PV inverters to stabilise the voltage in the grid. Using two grid models in Southern Germany and Switzerland the best PQ(V) control strategy is evaluated using load flow calculations. The weakest node in the first grid exhibits a maximum voltage of 1.072 pu on a sunny day. Due to the implementation of the PQ(V) control the maximum voltage is reduced to 1.024 pu at the same node. Costs considered for PQ(V) control are the PV yield loss and the additional reactive power compensation, which amount to roughly CHF 2’600.- per year. The future installation of EV charging stations may positively interact with PV feed-in. The voltage decrease can further be limited using PQ(V) control. Further grids and means for voltage stabilisation will be analysed in the future

Performance of power optimizer versus string inverter systems

The ZHAW IEFE is involved in the performance research of power optimizer systems, which is funded by the Swiss Federal Office of Energy. The ZHAW PV shading simulation tool was compared to commercial tools, which show forecasts of additional yield by power optimizer systems with percentages in the double digits (PVSyst: 7.2% | PVSol: 14.6 %) relative to the SINV system for the heavy shading case. The reason for this is the use of the manufacturers’ data-sheet values, whereas the effectively measured power optimizer efficiency is generally 1.0 to 2.5% lower in points relevant for real-life operation. Finally, according to the results a list of performance-based recommendations for the application of the different PV systems was formulated

New PV system concept : inductive power transfer for PV modules

The proposed new PV system concept is based on several AC modules that are connected in series using inductive power transfer. These modules include a cell matrix that is connected to a module integrated DC/AC inverter. The high frequency AC current flows through the primary side planar coil generating a magnetic flux. Outside of the PV module, there is a clamp including ferromagnetic material for the magnetic circuit that caries the magnetic flux to the secondary winding. The magnetic flux induces an AC current in the secondary winding, which is formed by the common cable. An AC/AC converter is placed at the end of the PV module strings to generate the 50 Hz and to connect the PV power plant to the electricity grid. This new PV system concept is a fundamentally new approach of the electricity transmission in the field of PV system technology. It is not restricted to the replacement or optimisation of an individual system component, but it requires the continuing development of the PV module construction and the contactless connection technology to the common cable. The proposed inductive power transfer per each PV module opens up a complete new field for the PV system technology

Performance analysis of PV modules installed in the alpine region

Several mono- and bifacial mc-Si PV modules were installed at a location 2500 m above sea level in the Alps and grouped in six segments with different inclinations 30°, 70° and 90°. The PV modules and the meteorological conditions are monitored minutely and compared to a 30° tilted PV module installed in the urban region of Zurich. During the analysis period between October 2018 and September 2020, the yield loss due to snow coverage was mini-mal. The highest loss was 2.3 % (2018/19) and 3.6 % (2019/20) for the 30° inclined PV modules evaluated by the introduced snow coverage model based on electrical and weather data. The two segments with a 30° inclination showed a 20.9 % to 27.2 % higher yield than the PV module installed in the urban region, mostly produced in the winter season. The bifacial alpine energy yield is about twice as high as that of the urban PV module from November to May. The highest yields of 1800 Wh/Wp in 2018/19 and 1696 Wh/Wp in 2019/20 was measured at the 70° tilted bifacial PV module without losses due to row shading as it is expected in PV plants

PV installations based on vertically mounted bifacial modules evaluation of energy yield and shading effects

Bifacial solar modules promise an increased energy yield, compared to systems with standard, monofacial panels, and also offer new opportunities with regard to the installation. One particular approach is the vertical mounting of PV modules, which is reported to be an effective measure to avoid soiling or dust deposition and is an option to obtain a broadened energy generation profile. In spite of the general interest in this type of installation, the amount of published data is very limited, especially with regard to arrays, for which pronounced shading effects can be expected. In this work we present an analysis of the energy yield and the respective losses for arrays of vertically mounted bifacial solar modules with varied installation conditions