38 research outputs found

    The Effects of Study Buddies and Study Hours in a First-Year Course on Operating Systems

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    Many university students, especially first-year students, struggle to efficiently manage their study time which results in lower academic achievements. This paper empirically examines the effect that the number of self-preparation hours of students has on their final grade. In addition, the influence of studying with a friend in preparation for tests and exams is analysed, in order to determine if it has any notable impact on students' academic performance. Five tests and exams of a first-year computer science module, namely operating systems, which is considered a difficult subject by students, were analysed for this study. Students were recommended to prepare for a certain number of hours, and before each test students were asked how much they actually studied and whether or not they prepared together with a friend. It was found that students who studied with a friend had a higher pass rate for all the tests compared to those who studied alone. Additionally, academic performance is by-and-large a matter of investing the recommended number of study hours, while in reality most students come to the exams underprepared. Students who passed the course had typically put in more preparation hours than their failing counterparts. Borderline students were also not able to substantially increase their marks with additional preparation

    Leichte verformungsoptimierte Schalentragwerke aus mikrobewehrtem UHPC am Beispiel von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke

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    Parabolrinnen-Kraftwerke sind zurzeit die am häufigsten zum Einsatz kommende und wirtschaftlichste Technologie solarthermisch konzentrierender Systeme (Concentrated Solar Power – CSP) und gehören zu den linienfokussierenden Systemen [1]. In Spanien stellen die solarthermischen Parabolrinnen-Kraftwerke Andasol 1–3 mit einer Kollektorfläche von ca. 150 Millionen m² bereits 150 MW zur Verfügung, mit denen ca. 200.000 Einwohner jährlich mit Strom versorgt werden können [2]–[4]. Das Solarfeld besteht aus ca. 150 m langen, in Reihe angeordneten Kollektoren, die aus einzelnen Parabolrinnen-Kollektormodulen zusammengefasst und im Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden. Die Lagerung erfolgt an den Modulrändern im Schwerpunkt des Kollektormoduls, der mit der Rotationsachse zusammenfällt. Bisher werden die Kollektoren überwiegend als filigranes Stahlfachwerk mit über die Aperturweite parabelförmig, uniaxial gekrümmten und punktuell gestützten Spiegelelementen ausgeführt. Bei der Assemblierung der Stahlfachwerke und der Spiegelelemente ist schon im Bauzustand durchgehend eine hohe Präzision gefordert, um eine maximale Solarstrahlenkonzentration der einfallenden direkten solaren Strahlung auf ein in der Fokallinie befindliches Absorberrohr sicherzustellen [5]. In diesem wird ein Wärmeträgermedium, zumeist Thermoöl, auf eine Prozesstemperatur von ca. 400 °C erhitzt. In einem nachgeschalteten konventionellen Kraftwerksblock wird mittels Dampfturbine Elektrizität erzeugt. Das bisher kommerziell meist genutzte Kollektormodul ist der EuroTrough mit einer Aperturweite von ca. 5,80 m und einer Modullänge von 12 m [6], [7] (Bild 1), welches als Benchmark für die erste Förderphase des Projekts diente. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit zielen bisherige Entwicklungen auf eine Vergrößerung der Spiegelfläche zur Steigerung des Wirkungsgrades über einen erhöhten geometrischen Konzentrationsgrad, definiert als das Verhältnis von Reflektor- zu Absorptionsfläche, ab. Module wie der UltimateTrough und der SpaceTube erreichen dies durch die Vergrößerung der Aperturweite auf 7,5 m bzw. 8 m [8], [9]. Ein alternatives Strukturkonzept aus stahlfaserverstärkten Betonfertigteilen der Schweizer Firma Airlight mit einer Aperturweite von 9,7 m besteht aus durch Luftdruck in parabolische Form gebrachten Spiegelfolien als Reflektorsystem und wurde bisher in einem Pilot-Kraftwerk in Ait-Baha, Marokko, umgesetzt [10]. Wesentliche Arbeiten der zweiten Förderphase sind daher – dem Trend zu größerer Apertur folgend – an der visionären Entwicklung von Parabolschalen mit Öffnungsweiten von bis zu 10 m ausgerichtet. [Aus: Einleitung]Parabolic trough power plants are currently the most frequently used and most economical technology of solar thermal systems (Concentrated Solar Power – CSP) and belong to the linear focus collector types [1]. In Spain, the solar thermal parabolic trough power plants Andasol 1–3 with a collector area of approx. 150 million m² already provide 150 MW, which means that approx. 200,000 inhabitants can be annually supplied with electricity [2]–[4]. The solar field consists of approx. 150 m long collectors arranged in rows, which are combined from individual parabolic trough collector modules and track the sun during the course of the day. The bearings are located at the edges of the module in the centre of gravity of the collector module, which corresponds to the axis of rotation. Up to now, the collectors have mainly been designed as a steel framework with parabolic, uniaxially curved and pointwise supported mirror elements. During the assembly of the steel framework and the mirror elements, high precision is required throughout the manufacturing in order to ensure a maximum solar radiation concentration of the incident direct solar radiation on an absorber tube located in the focal line [5]. A heat transfer medium, usually thermal oil, is heated to a process temperature of approx. 400 °C in the absorber tube. Electricity is generated in a downstream conventional power plant unit by means of a steam turbine. The most commercially used collector module is the EuroTrough with an aperture width of approx. 5.80 m and a module length of 12 m [6], [7] (Fig. 1), which served as a benchmark for the first funding phase of the project. In order to improve economic efficiency, previous developments have aimed to increase the size of the mirror surface in order to increase efficiency by a higher geometric degree of concentration, defined as the ratio of reflector surface to absorption surface. Modules like the UltimateTrough and the SpaceTube achieve this by increasing the aperture width to 7.5 m or 8 m, respectively, [8], [9]. An alternative structural concept consisting of prefabricated steel fibre-reinforced concrete elements from the Swiss company Airlight with an aperture width of 9.7 m consists of parabolic mirror foils as a reflector brought into parabolic shape by air pressure and has already been implemented in a pilot power plant in Ait-Baha, Morocco [10]. Therefore, in line with the trend towards a larger aperture, major work in the second funding phase aims at the visionary development of parabolic shells with aperture widths of up to 10 m. [Off: Introduction

    Gramophone noise detection and reconstruction using time delay artificial neural networks

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    Gramophone records were the main recording medium for more than seven decades and regained widespread popularity over the past several years. Being an analog storage medium, gramophone records are subject to distortions caused by scratches, dust particles, degradation, and other means of improper handling. The observed noise often leads to an unpleasant listening experience and requires a filtering process to remove the unwanted disruptions and improve the audio quality. This paper proposes a novel approach that employs various feed forward time delay artificial neural networks to detect and reconstruct noise in musical sound waves. A set of 800 songs from eight different genres were used to validate the performance of the neural networks. The performance was analyzed according to the outlier detection and interpolation accuracy, the computational time and the tradeoff between the accuracy and the time. The empirical results of both detection and reconstruction neural networks were compared to a number of other algorithms, including various statistical measurements, duplication approaches, trigonometric processes, polynomials, and time series models. It was found that the neural networks' outlier detection accuracy was slightly lower than some of the other noise identification algorithms, but achieved a more efficient tradeoff by detecting most of the noise in real time. The reconstruction process favored neural networks with an increase in the interpolation accuracy compared to other widely used time series models. It was also found that certain genres such as classical, country, and jazz music were interpolated more accurately. Volatile signals, such as electronic, metal, and pop music were more challenging to reconstruct and were substantially better interpolated using neural networks than the other examined algorithms.http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=6221021hj2017Computer Scienc

    Platelet Serotonin Aggravates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury via Neutrophil Degranulation

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    Background: Platelets store large amounts of serotonin that they release during thrombus formation or acute inflammation. This facilitates hemostasis and modulates the inflammatory response. Methods: Infarct size, heart function, and inflammatory cell composition were analyzed in mouse models of myocardial reperfusion injury with genetic and pharmacological depletion of platelet serotonin. These studies were complemented by in vitro serotonin stimulation assays of platelets and leukocytes in mice and men, and by measuring plasma serotonin levels and leukocyte activation in patients with acute coronary syndrome. Results: Platelet-derived serotonin induced neutrophil degranulation with release of myeloperoxidase and hydrogen peroxide (H2O2) and increased expression of membrane-bound leukocyte adhesion molecule CD11b, leading to enhanced inflammation in the infarct area and reduced myocardial salvage. In patients hospitalized with acute coronary syndrome, plasmatic serotonin levels correlated with CD11b expression on neutrophils and myeloperoxidase plasma levels. Long-term serotonin reuptake inhibition - reported to protect patients with depression from cardiovascular events - resulted in the depletion of platelet serotonin stores in mice. These mice displayed a reduction in neutrophil degranulation and preserved cardiac function. In line, patients with depression using serotonin reuptake inhibition, presented with suppressed levels of CD11b surface expression on neutrophils and lower myeloperoxidase levels in blood. Conclusions: Taken together, we identify serotonin as a potent therapeutic target in neutrophil-dependent thromboinflammation during myocardial reperfusion injury.Fil: Mauler, Maximilian. No especifíca;Fil: Herr, Nadine. No especifíca;Fil: Schoenichen, Claudia. No especifíca;Fil: Witsch, Thilo. No especifíca;Fil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Härdtner, Carmen. No especifíca;Fil: Koentges, Christoph. No especifíca;Fil: Kienle, Korbinian. Max Planck Institute Of Immunobiology And Epigenetics; AlemaniaFil: Ollivier, Véronique. Inserm; FranciaFil: Schell, Maximilian. No especifíca;Fil: Dorner, Ludwig. No especifíca;Fil: Wippel, Christopher. No especifíca;Fil: Stallmann, Daniela. No especifíca;Fil: Normann, Claus. No especifíca;Fil: Bugger, Heiko. No especifíca;Fil: Walther, Paul. Universitat Ulm; AlemaniaFil: Wolf, Dennis. La Jolla Institute for Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Ahrens, Ingo. No especifíca;Fil: Lämmermann, Tim. Max Planck Institute Of Immunobiology And Epigenetics; AlemaniaFil: Ho-Tin-Noé, Benoît. Inserm; FranciaFil: Ley, Klaus. La Jolla Institute for Allergy and Immunology; Estados UnidosFil: Bode, Christoph. No especifíca;Fil: Hilgendorf, Ingo. No especifíca;Fil: Duerschmied, Daniel. No especifíca

    Routinedaten aus notaufnahmen: unterschiedliche dokumentationsanforderungen, abrechnungsmodalitäten und datenhalter bei identischem ort der leistungserbringung / Routine data from emergency departments: varying documentation standards, billing modalities and data custodians at an identical unit of care

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    [German abstract] Hintergrund Nicht nur im Kontext der Neuordnung der Notfallversorgung in Deutschland besteht derzeit ein hoher Bedarf an Daten aus Notaufnahmen. Für die Versorgungsforschung bieten sich Daten an, welche auf gesetzlicher Grundlage generiert werden. Unterschiedliche Kostenträger und Abrechnungsmodi stellen eigene Anforderungen an die Dokumentation dieser Routinedaten. Methodische Herausforderungen Aufgrund der sektoralen Trennung gibt es keinen Datensatz oder Datenhalter, der Auskunft über alle Notaufnahmebehandlungen geben kann. Aus administrativer Sicht gilt die gesamte Notaufnahmebehandlung als ambulant oder stationär, tatsächlich wird die Entscheidung darüber erst während der Versorgung getroffen. Für die stationäre Versorgung existiert ein administratives Notfallkennzeichen, allerdings kein direktes Merkmal für Notaufnahmebehandlungen. Bei Abrechnung ambulanter Fälle über die kassenärztlichen Vereinigungen ist mindestens eine Diagnose (ICD-10-Kode) zu erfassen, versehen mit einem Kennzeichen zur Diagnosesicherheit. Es können mehrere ICD-10-Kodes ohne Hierarchie angegeben werden. Bei stationär behandelten Patienten ist eine Aufnahmediagnose und nach Behandlungsende die Hauptdiagnose und ggf. Nebendiagose(n) an die zuständige Krankenkasse zu übermitteln. Die gesetzliche Unfallversicherung hat eigene Dokumentationsanforderungen. Lösungsansätze Je nach Forschungsfrage und Studiendesign sind unterschiedliche Vorgehensweisen erforderlich. Stammen die Daten unmittelbar aus Notaufnahmen bzw. Kliniken ist eine Information über den Kostenträger und den Abrechnungsmodus hilfreich. Bei Nutzung von Krankenkassendaten muss die Identifikation von stationär behandelten Patienten in einer Notaufnahme aktuell indirekt erfolgen. Dazu können unter anderem die Parameter Aufnahmegrund und definierte „eindeutige“ Notfall-Diagnosen herangezogen werden. Die fallpauschalenbezogene Krankenhausstatistik hat eigene Limitationen, enthält dafür aber die stationären Fälle aller Kostenträger. Diskussion Die divergierenden Anforderungen an die administrative Dokumentation verursachen einen hohen Aufwand in den Kliniken. Perspektivisch ist eine Vereinheitlichung der Leistungserfassung und Dokumentation von Notfallbehandlungen aller Kostenarten auch zur Generierung von validen, vergleichbaren und repräsentativen Daten für die Versorgungsforschung erstrebenswert. Die Einführung eines eigenen Fachabteilungsschlüssels würde zur Identifikation von Notaufnahmebehandlungen beitragen. [English abstract] Background Currently, there is a big need for data on emergency department (ED) utilization in Germany. One reason is the ongoing reorganisation of emergency care. Possible sources are routine data that are being collected based on legal regulations. Different payers and compensation systems have their own requirements for data collection. Methodological challenges Due to the sectoral separation of health care services, there is no dataset or data holder to provide information on all ED treatments in Germany. From an administrative point of view, emergency care in Germany is considered ambulatory outpatient or inpatient care from the time point of admission to the ED. In contrast, clinical decision about inpatient admission can sometimes only be made towards the end of emergency care. EDs themselves cannot be identified in claims data; only the medical discipline (e. g. surgery) is classified. In the case of outpatient treatment, reimbursed by the Association of Statutory Health Insurance Physicians, at least one coded diagnosis (ICD) has to be recorded, accompanied by an additional code for the likelihood of this diagnosis. In case of multiple ICDs, a primary diagnosis cannot be specified. In the case of in-hospital treatment, an admission diagnosis must be recorded. After completion of hospital treatment, the main diagnosis and possibly secondary diagnoses are transferred to the respective health insurance fund. The statutory occupational accident insurance has its own requirements. Solutions Depending on the research question and study design, different approaches are required. If data are queried directly in emergency departments or hospitals, additional information on the designated data holder and billing mode is crucial. When using health insurance data from inpatient care, the identification of emergency departments can be estimated on the basis of the reason for hospital admission and defined "unique" emergency ICDs. The case-related hospital statistics has its own limitations, but includes inpatients of all payers. Discussion Differing requirements for the administrative documentation cause a high workload in emergency departments. A standardised data collection system for all payers for inpatient and outpatient emergency care is recommended. This would contribute to the creation of valid and comparable datasets. The introduction of a particular identifier for EDs in claims data would enhance health services research

    Gute Praxis Datenlinkage (GPD) : Good Practice Data Linkage

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    Das personenbezogene Verknüpfen verschiedener Datenquellen (Datenlinkage) für Forschungszwecke findet in den letzten Jahren in Deutschland zunehmend Anwendung. Jedoch fehlen hierfür konsentierte methodische Standards. Ziel dieses Beitrages ist es, solche Standards für Forschungsvorhaben zu definieren. Eine weitere Intention ist es, dem Lesenden eine Checkliste zur Bewertung geplanter Forschungsvorhaben und Artikel bereitzustellen. Zu diesem Zweck hat eine aus Mitgliedern verschiedener Fachgesellschaften zusammengesetzte Expertengruppe seit 2016 insgesamt 7 Leitlinien mit 27 konkreten Empfehlungen erstellt. Die Gute Praxis Datenlinkage beinhaltet die folgenden Leitlinien: (1) Forschungsziele, Fragestellung, Datenquellen und Ressourcen, (2) Dateninfrastruktur und Datenfluss, (3) Datenschutz, (4) Ethik, (5) Schlüsselvariablen und Linkageverfahren, (6) Datenprüfung/Qualitätssicherung sowie (7) Langfristige Datennutzung für noch festzulegende Fragestellungen. Jede Leitlinie wird ausführlich diskutiert. Zukünftige Aktualisierungen werden wissenschaftliche und datenschutzrechtliche Entwicklungen berücksichtigen

    Die Basiserhebung der NAKO Gesundheitsstudie: Teilnahme an den Untersuchungsmodulen, Qualitätssicherung und Nutzung von Sekundärdaten

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    BACKGROUND: The German National Cohort (NAKO) is an interdisciplinary health study aimed at elucidating causes for common chronic diseases and detecting their preclinical stages. This article provides an overview of design, methods, participation in the examinations, and their quality assurance based on the midterm baseline dataset (MBD) of the recruitment. METHODS: More than 200,000 women and men aged 20–69 years derived from random samples of the German general population were recruited in 18 study centers (2014–2019). The data collection comprised physical examinations, standardized interviews and questionnaires, and the collection of biomedical samples for all participants (level 1). At least 20% of all participants received additional in-depth examinations (level 2), and 30,000 received whole-body magnet resonance imaging (MRI). Additional information will be collected through secondary data sources such as medical registries, health insurances, and pension funds. This overview is based on the MBD, which included 101,839 participants, of whom 11,371 received an MRI. RESULTS: The mean response proportion was 18%. The participation in the examinations was high with most of the modules performed by over 95%. Among MRI participants, 96% completed all 12 MRI sequences. More than 90% of the participants agreed to the use of complementary secondary and registry data. DISCUSSION: Individuals selected for the NAKO were willing to participate in all examinations despite the time-consuming program. The NAKO provides a central resource for population-based epidemiologic research and will contribute to developing innovative strategies for prevention, screening and prediction of chronic diseases.HINTERGRUND: Die NAKO Gesundheitsstudie ist ein bundesweites interdisziplinäres Forschungsvorhaben mit dem Ziel, die Ursachen für chronische Krankheiten und deren vorklinische Stadien zu untersuchen. Der Artikel gibt einen Überblick über das Studiendesign, die Methoden, die Teilnahme an den Untersuchungen und ihre Qualitätssicherung zur Halbzeit der Basiserhebung. METHODEN: Für die Basiserhebung wurden mehr als 200.000 Frauen und Männer im Alter von 20–69 Jahren aus Zufallsstichproben der Allgemeinbevölkerung in 18 Studienzentren rekrutiert (2014–2019). Die Basiserhebung beinhaltet Untersuchungen, Befragungen und Biomaterialien für alle Teilnehmerinnen und Teilnehmer (Level 1), ein erweitertes Programm für mindestens 20 % (Level 2) und eine Magnetresonanztomografie (MRT) für 30.000 Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Sekundär- und Registerdaten werden über Krankheitsregister, Kranken- und Rentenversicherungen erhoben. Die Auswertung bezieht die Datenbasis zur Halbzeit der Basiserhebung mit 101.839 Teilnehmerinnen und Teilnehmern ein, davon 11.371 mit einer MRT-Untersuchung. ERGEBNISSE: Die mittlere Responsequote zur Halbzeit betrug insgesamt 18 %. Die Teilnahme an den Untersuchungen lag überwiegend bei mehr als 95 %. Bei 96 % der MRT-Teilnehmerinnen und Teilnehmer konnten alle 12 MRT-Sequenzen vollständig durchgeführt werden. Der Erschließung und wissenschaftlichen Nutzung ergänzender Sekundär- und Registerdaten stimmten mehr als 90 % der Teilnehmerinnen und Teilnehmer zu. DISKUSSION: Die Bereitschaft, möglichst alle Untersuchungsmodule durchzuführen, war trotz des zeitlichen Aufwandes außerordentlich hoch. Dadurch wird die NAKO zu einer zentralen Ressource für die epidemiologische Forschung in Deutschland. Sie wird es ermöglichen, neue Strategien zur Früherkennung, Vorhersage und Primärprävention chronischer Krankheiten zu entwickeln

    Digital Audio Restoration of Gramophone Records

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    Gramophones were the main audio recording medium for more than seven decades and regained widespread popularity over the past few years. Being an analogue storage medium, gramophone records are subject to distortions caused by scratches, dust particles, high temperatures, excessive playback and other noise induced by mishandling the record. Due to the early adoption of the compact disc and other digital audio mediums, most research to reduce the noise on gramophone records focused on physical improvements such as the enhancements of turntable hardware, amelioration of the record material or advances through better record cutting techniques. Comparatively little research has been conducted to digitally filter and reconstruct distorted gramophone recordings. This thesis provides an extensive analysis on the digital detection and reconstruction of noise in gramophone audio signals distorted by scratches. The ability to approximated audio signals was examined though an empirical analysis of different polynomials and time series models. The investigated polynomials include the standard, Fourier, Newton, Lagrange, Hermite, osculating and piecewise polynomials. Experiments were also conducted by applying autoregressive, moving average and heteroskedasticity models, such as the AR, MA, ARMA, ARIMA, ARCH and GARCH models. In addition, different variants of an artificial neural network were tested and compared to the time series models. Noise detection was performed using algorithms based on the standard score, median absolute deviation, Mahalanobis distance, nearest neighbour, mean absolute spectral deviation and the absolute predictive deviation method. The reconstruction process employed the examined polynomials and models and also considered adjacent window, mirroring window, nearest neighbour, similarity, Lanczos and cosine interpolation. The detection and reconstruction algorithms were benchmarked using a dataset of 800 songs from eight different genres. Simulations were conducted using artificially generated and real gramophone noise. The algorithms were compared according to their detection and reconstruction accuracy, the computational time needed and the tradeoff between the accuracy and time. Empirical analysis showed that the highest noise detection accuracy was achieved with the absolute predictive deviation using an ARIMA model. The predictive outlier detector employing a Jordan simple recurrent artificial neural network was most efficient by achieving the best detection rate in a limited timespan. It was also found that the artificial neural networks reconstructed the audio signals more accurately than the other interpolation algorithms. The AR model was most efficient by achieving the best tradeoff between the execution time and the interpolation error.Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2015.Computer ScienceUnrestricte

    Using administrative and claims data in the GNC-study – how to overcome legal restrictions

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    ABSTRACT Objectives The German GNC-Health Study (GNC) will have duration of at least ten years and will compile medical examinations, biomaterials and computer assisted interviews of intended 200.000 participants (funding code: 01ER1301A). For the first time, this data collection will be supplemented with a multitude of administrative and claims data such as data of statutory health insurance funds, statutory pension funds as well as the Federal Employment Agency. The GNC extends this field of research to private health insurance funds, epidemiologic and clinical cancer and mortality registers. This supplementary use of claims data is strictly regulated by legal requirements. The challenges and solutions for scientific use of such data in Germany will be described. Approach The Social Security Code and data protection rules govern the scientific use of administrative data. These rules include requirements for the wording of important documents such as informed consent, release from confidentiality, participants’ information, data protection concept etc. and often an authorization process by the supervisory authority of the data owner. These complex tasks, which are time consuming costly and labour intensive, are tied into the GNC-Competence Network for secondary and registry data (CNSRD). Results The GNC-CNSRD has helped to formulate legal informed consent for each data source, which describes the use of the information provided by the participants, as well as the period and limitation of its retro- and prospective use. Furthermore, only the GNC-trust agency is allowed to save the social security number but not the local study center. The modular consent process and the IT- and data protection concept of the GNC is a prototype to enable the large scale use of administrative and claims data of future epidemiologic studies in Germany. Conclusion Unfortunately, one of the biggest obstacles for the scientific use of administrative and claims data still remains unsolved. The application for data use at the local supervisory authority of the data owner requires the description and limitation of the research question and the period of use of this data. This is in conflict with the modern longitudinal design of GNC because it wants to establish a research structure and data base in order to answer a variety of future and unspecified research questions. Hence, current legal requirements in Germany prevent the full utilization of the potential of administrative and claims data. Therefore, the German Federal Commissioner for Data Protection and Freedom of Information recommended an amendment to the social law

    Leichte verformungsoptimierte Schalentragwerke aus mikrobewehrtem UHPC am Beispiel von Parabolrinnen solarthermischer Kraftwerke

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    Parabolrinnen-Kraftwerke sind zurzeit die am häufigsten zum Einsatz kommende und wirtschaftlichste Technologie solarthermisch konzentrierender Systeme (Concentrated Solar Power – CSP) und gehören zu den linienfokussierenden Systemen [1]. In Spanien stellen die solarthermischen Parabolrinnen-Kraftwerke Andasol 1–3 mit einer Kollektorfläche von ca. 150 Millionen m² bereits 150 MW zur Verfügung, mit denen ca. 200.000 Einwohner jährlich mit Strom versorgt werden können [2]–[4]. Das Solarfeld besteht aus ca. 150 m langen, in Reihe angeordneten Kollektoren, die aus einzelnen Parabolrinnen-Kollektormodulen zusammengefasst und im Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden. Die Lagerung erfolgt an den Modulrändern im Schwerpunkt des Kollektormoduls, der mit der Rotationsachse zusammenfällt. Bisher werden die Kollektoren überwiegend als filigranes Stahlfachwerk mit über die Aperturweite parabelförmig, uniaxial gekrümmten und punktuell gestützten Spiegelelementen ausgeführt. Bei der Assemblierung der Stahlfachwerke und der Spiegelelemente ist schon im Bauzustand durchgehend eine hohe Präzision gefordert, um eine maximale Solarstrahlenkonzentration der einfallenden direkten solaren Strahlung auf ein in der Fokallinie befindliches Absorberrohr sicherzustellen [5]. In diesem wird ein Wärmeträgermedium, zumeist Thermoöl, auf eine Prozesstemperatur von ca. 400 °C erhitzt. In einem nachgeschalteten konventionellen Kraftwerksblock wird mittels Dampfturbine Elektrizität erzeugt. Das bisher kommerziell meist genutzte Kollektormodul ist der EuroTrough mit einer Aperturweite von ca. 5,80 m und einer Modullänge von 12 m [6], [7] (Bild 1), welches als Benchmark für die erste Förderphase des Projekts diente. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit zielen bisherige Entwicklungen auf eine Vergrößerung der Spiegelfläche zur Steigerung des Wirkungsgrades über einen erhöhten geometrischen Konzentrationsgrad, definiert als das Verhältnis von Reflektor- zu Absorptionsfläche, ab. Module wie der UltimateTrough und der SpaceTube erreichen dies durch die Vergrößerung der Aperturweite auf 7,5 m bzw. 8 m [8], [9]. Ein alternatives Strukturkonzept aus stahlfaserverstärkten Betonfertigteilen der Schweizer Firma Airlight mit einer Aperturweite von 9,7 m besteht aus durch Luftdruck in parabolische Form gebrachten Spiegelfolien als Reflektorsystem und wurde bisher in einem Pilot-Kraftwerk in Ait-Baha, Marokko, umgesetzt [10]. Wesentliche Arbeiten der zweiten Förderphase sind daher – dem Trend zu größerer Apertur folgend – an der visionären Entwicklung von Parabolschalen mit Öffnungsweiten von bis zu 10 m ausgerichtet. [Aus: Einleitung]Parabolic trough power plants are currently the most frequently used and most economical technology of solar thermal systems (Concentrated Solar Power – CSP) and belong to the linear focus collector types [1]. In Spain, the solar thermal parabolic trough power plants Andasol 1–3 with a collector area of approx. 150 million m² already provide 150 MW, which means that approx. 200,000 inhabitants can be annually supplied with electricity [2]–[4]. The solar field consists of approx. 150 m long collectors arranged in rows, which are combined from individual parabolic trough collector modules and track the sun during the course of the day. The bearings are located at the edges of the module in the centre of gravity of the collector module, which corresponds to the axis of rotation. Up to now, the collectors have mainly been designed as a steel framework with parabolic, uniaxially curved and pointwise supported mirror elements. During the assembly of the steel framework and the mirror elements, high precision is required throughout the manufacturing in order to ensure a maximum solar radiation concentration of the incident direct solar radiation on an absorber tube located in the focal line [5]. A heat transfer medium, usually thermal oil, is heated to a process temperature of approx. 400 °C in the absorber tube. Electricity is generated in a downstream conventional power plant unit by means of a steam turbine. The most commercially used collector module is the EuroTrough with an aperture width of approx. 5.80 m and a module length of 12 m [6], [7] (Fig. 1), which served as a benchmark for the first funding phase of the project. In order to improve economic efficiency, previous developments have aimed to increase the size of the mirror surface in order to increase efficiency by a higher geometric degree of concentration, defined as the ratio of reflector surface to absorption surface. Modules like the UltimateTrough and the SpaceTube achieve this by increasing the aperture width to 7.5 m or 8 m, respectively, [8], [9]. An alternative structural concept consisting of prefabricated steel fibre-reinforced concrete elements from the Swiss company Airlight with an aperture width of 9.7 m consists of parabolic mirror foils as a reflector brought into parabolic shape by air pressure and has already been implemented in a pilot power plant in Ait-Baha, Morocco [10]. Therefore, in line with the trend towards a larger aperture, major work in the second funding phase aims at the visionary development of parabolic shells with aperture widths of up to 10 m. [Off: Introduction
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