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Die vorliegende Bachelorarbeit hatte das Ziel, die bestehende Anlagensoftware derFirma ACSYS Lasertechnik GmbH so zu erweitern, dass Oberflächenfunktionalisierungen mit sehr kleinen regelmäßigen Strukturen einfach und prozesssicher hergestellt werden können. Die dazu verwendete Hardware bestand aus einem Laser, einem DLIP-Modul der Firma Fusion Bionic und einem PC mit einer Steuerkarte der Firma Scanlab. Ein wesentlicher Bestandteil der Arbeit war die Implementierung einer Multithreading-Schnittstelle zur Kommunikation mit dem DLIP-Controller. Dazu wurde ein Zustandsautomat entwickelt, welcher die Initialisierung, das Verfahren und die Statusüberwachung des DLIP-Moduls sicherstellt. Ein weiterer Aspekt war die Untersuchung von entstehenden Fehlern, wie Fokusverschiebung und Arbeitsfeldverzerrung. Dabei wurde der mathematische Zusammenhang zwischen Strukturperiode und Fokusverschiebung ermittelt. Das Ergebnis dieser Arbeit ist eine Softwareerweiterung, welche die Ansteuerung des DLIP-Moduls sowie die weitestgehend automatische Korrektur der entstehenden optischen Fehler realisiert. Die Erweiterung wurde erfolgreich auf unterschiedlichste Fehlereinflüsse (Fehleingaben, Kommunikationsabbrüche, etc.) getestet. Die Software kann so auf einer noch zu entwickelnden neuen Anlage kundentauglich eingesetzt werden.

Die Energiewende und der beschleunigte Ausbau von Wärmepumpen, Photovoltaikanlagen und Ladeinfrastruktur verändern die Lastverläufe in den Niederspannungsnetzen grundlegend. Klassische Planungsansätze mit statischen Gleichzeitigkeitsfaktoren und konservativen Worst-Case-Annahmen stoßen zunehmend an Grenzen und können zu überdimensionierten oder verspäteten Netzausbaumaßnahmen führen. Auf Basis von Mess-, Netzstamm- und Wetterdaten aus dem Projekt „JenErgieReal“ wird in dieser Arbeit eine datengetriebene Methodik zur strukturellen Typisierung und Verhaltensanalyse von Niederspannungsnetzsträngen in Jena entwickelt. Hochaufgelöste Messwerte an Transformatorstationen werden mit Netzstammdaten verknüpft, um Stränge hinsichtlich Topologie, Kundenspektrum und technologischer Ausstattung zu beschreiben und in Strang-typen zu klassifizieren. Für diese Strangtypen werden standardisierte Last- und Einspeiseprofile zu synthetischen Energieverläufen skaliert und mit gemessenen Verläufen verglichen. Aus den Abweichungen werden Toleranzbänder und Bewertungskennzahlen abgeleitet, die Aussagen zur Datenqualität, zur Plausibilität der Netzdaten und zum typischen Strangverhalten ermöglichen. Szenarioanalysen zeigen, wie unterschiedliche Ausbaupfade von Wärmepumpen, Photovoltaik und Elektromobilität die Netzbelastung beeinflussen.

Im Zuge der angestrebten Netzmodernisierung spielt der Aspekt der Effizienz und Betriebssicherheit bestehender Infrastrukturen im Elektro­Energienetz eine bedeutende Rolle. In diesem Zusammenhang wurde unter anderem im Mittelspannungsnetz der Stadt Gera festgestellt, dass eine bestehende 10­kV­Mittelspannungskabeltrasse , die bereits seit mehreren Jahrzehnten in Betrieb ist, zunehmend störanfällig wird. Die Mittelspannungskabel weisen altersbedingte Materialermüdungen, Störungen mit entsprechenden Ausfallzeiten und erhöhte Instandhaltungsaufwände auf, was sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus technischer Sicht ein Handeln erforderlich macht. Das dabei angestrebte Ziel ist, diese störanfälligen Leitungen mittelfristig außer Betrieb zu nehmen und durch eine kostengünstige und zukunftssichere Alternative zu ersetzen. Die Optimierung der dabei bestehenden Netzstruktur soll eine zentrale Rolle spielen. Die bisherige Aufteilung in sechs Mittelspannungsringe soll auf drei leistungsfähigere Ringe reduziert werden, um eine effizientere Netzführung zu ermöglichen und dabei hinsichtlich der Betriebssicherheit auch redundante Versorgungswege aufzubauen, die im Falle von Wartungsarbeiten oder Störungen die Versorgungssicherheit erhöhen. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, ein technisch veraltetes und wartungsintensives Schalthaus schrittweise außer Betrieb zu nehmen, welches bislang zur Steuerung und Sicherung der sechs Mittelspannungsringe genutzt wurde. Dessen technische Ausstattung entspricht nicht mehr dem heutigen Stand der Technik und verursacht zunehmende Wartungs­ und Betriebskosten. Durch die geplante Netzoptimierung kann zukunftsperspektivisch das Schalthaus außer Betrieb genommen werden, die Netzsicherheit gesteigert und die Betriebskosten gesenkt werden. Diese Arbeit leistet somit einen wesentlichen Beitrag zur wirtschaftlichen Optimierung, zur Störprävention und zu einer nachhaltigen Optimierung des regionalen Stromverteilnetzes.