An important step towards improving performance while reducing weight and maintenance needs is the integration of composite materials into mechanical and aerospace engineering. This subject explores the many aspects of composite application, from basic material characterization to state-of-the-art advances in manufacturing and design processes. The major goal is to present the most recent developments in composite science and technology while highlighting their critical significance in the industrial sector—most notably in the wind energy, automotive, aerospace, and marine domains. The foundation of this investigation is material characterization, which offers insights into the mechanical, chemical, and physical characteristics that determine composite performance. The papers in this collection discuss the difficulties of gaining an in-depth understanding of composites, which is necessary to maximize their overall performance and design. The collection of articles within this topic addresses the challenges of achieving a profound understanding of composites, which is essential for optimizing design and overall functionality. This includes the application of complicated material modeling together with cutting-edge simulation tools that integrate multiscale methods and multiphysics, the creation of novel characterization techniques, and the integration of nanotechnology and additive manufacturing. This topic offers a detailed overview of the current state and future directions of composite research, covering experimental studies, theoretical evaluations, and numerical simulations. This subject provides a platform for interdisciplinary cooperation and creativity in everything from the processing and testing of innovative composite structures to the inspection and repair procedures. In order to support the development of more effective, durable, and sustainable materials for the mechanical and aerospace engineering industries, we seek to promote a greater understanding of composites.
For long flights, the cruise is the longest phase and where the largest amount of fuel is consumed. An in-cruise optimization method has been implemented to calculate the optimal trajectory that reduces the flight cost. A three-dimensional grid has been created, coupling lateral navigation and vertical navigation profiles. With a dynamic analysis of the wind, the aircraft can perform a horizontal deviation or change altitudes via step climbs to reduce fuel consumption. As the number of waypoints and possible step climbs is increased, the number of flight trajectories increases exponentially; thus, a genetic algorithm has been implemented to reduce the total number of calculated trajectories compared to an exhaustive search. The aircraft’s model has been obtained from a performance database, which is currently used in the commercial flight management system studied in this paper. A 5% average flight cost reduction has been obtained.
MULTIFILE
Citizen participation in local renewable energy projects is often promoted as many suppose it to be a panacea for the difficulties that are involved in the energy transition process. Quite evidently, it is not; there is a wide variety of visions, ideologies and interests related to an ‘energy transition’. Such a variety is actually a precondition for a stakeholder participation process, as stakeholder participation only makes sense if there is ‘something at stake’. Conflicting viewpoints, interests and debates are the essence of participation. The success of stakeholder participation implies that these differences are acknowledged, and discussed, and that this has created mutual understanding among stakeholders. It does not necessarily create ‘acceptance’. Renewable energy projects often give rise to local conflict. The successful implementation of local renewable energy systems depends on the support of the local social fabric. While at one hand decisions to construct wind turbines in specific regions trigger local resistance, the opposite also occurs! Solar parks sometimes create a similar variation: Various communities try to prevent the construction of solar parks in their vicinity, while other communities proudly present their parks. Altogether, local renewable energy initiatives create a rather chaotic picture, if regarded from the perspective of government planning. However, if we regard the successes, it appears the top down initiatives are most successful in areas with a weak social fabric, like industrial areas, or rather recently reclaimed land. Deeply rooted communities, virtually only have successful renewable energy projects that are more or less bottom up initiatives. This paper will first sketch why participation is important, and present a categorisation of processes and procedures that could be applied. It also sketches a number of myths and paradoxes that might occur in participation processes. ‘Compensating’ individuals and/or communities to accept wind turbines or solar parks is not sufficient to gain ‘acceptance’. A basic feature of many debates on local renewable energy projects is about ‘fairness’. The implication is that decision-making is neither on pros and cons of various renewable energy technologies as such, nor on what citizens are obliged to accept, but on a fair distribution of costs and benefits. Such discussions on fairness cannot be short cut by referring to legal rules, scientific evidence, or to standard financial compensations. History plays a role as old feelings of being disadvantaged, both at individual and at group level, might re-emerge in such debates. The paper will provide an overview of various local controversies on renewable energy initiatives in the Netherlands. It will argue that an open citizen participation process can be organized to work towards fair decisions, and that citizens should not be addressed as greedy subjects, trying to optimise their own private interests, but as responsible persons.
De energietransitie van fossiele naar duurzame energie krijgt brede maatschappelijk aandacht. Er zijn projecten voor het plaatsen van zonnepanelen en windturbines. Dit betreft zowel nationale projecten (zoals windparken op de Noordzee en de discussies over waterstof) als kleinere lokale projecten in huizen in woonwijken en bedrijfsgebouwen op bedrijventerreinen. Netcongestie is een recente ontwikkeling, wat betekent dat het elektriciteitsnet niet meer genoeg transportcapaciteit heeft om afspraken te kunnen maken voor nieuwe aansluitingen. Netcongestie beperkt de uitbreiding en vestiging van nieuwe bedrijven in sterke mate. De opschaling van de installatie van duurzame bronnen zoals zon- en windenergie wordt er door onmogelijk. Dit leidt tot een sterke vermindering van de toekomstige economische activiteiten en brengt het halen van duurzame-energiedoelstellingen in gevaar. Op korte termijn is volledig fysieke versterking van het net onmogelijk door gebrek aan mankracht en trage vergunningsprocedures. Een tussentijdse oplossing is het optimaal benutten van de netcapaciteit door de werkelijke vraag en aanbod te meten en beter op elkaar af te stemmen. In deze aanvraag stellen wij een onderzoeksaanpak voor om op lokaal bedrijventerreinenniveau deze sturing, vanuit een nauwe samenwerking tussen de netbeheerder, de parkorganisatie en de lokale (MKB) bedrijven op een bedrijvenpark, vorm te geven. Dit verkennend onderzoek begint met het in kaart te brengen van lokale (energie-)behoeftes en oplossingsmogelijkheden op laagspanningsniveau. Dit gebeurt door de informatie van slimme meters en de laagspanningstrafo’s momentaan uit te lezen en met AI de te verwachtte belasting te bepalen. Als bekend is wat de lokale regelmogelijkheden zijn, kan er met de bedrijven worden nagegaan hoe het huidige laagspanningsnet beter kan worden benut voorafgaand aan grote netverzwaring. Wij inventariseren hoe de opties en de voordelen voor de ondernemers op een begrijpelijke manier kunnen worden gepresenteerd, bijvoorbeeld met behulp van een dashboard.
Het project "CompEfficient" onderzoekt het verbeteren van energie-efficiëntie in de productie van composietmaterialen, gebruikt in transport en bouw, zoals vliegtuigen, auto’s, treinen, en windturbines. Composieten zijn gunstig door hun lichtgewicht en sterke mechanische eigenschappen die bijdragen aan lagere CO2-emissies. Dit onderzoek focust op zowel biobased als hoogwaardige thermoplastische composieten, waarbij traditionele fabricagemethoden veel energie vereisen, resulterend in relatief hoge CO2-uitstoot. Geleid door Hogeschool Inholland, met industriële partners Eve Reverse en Cato Composites, streeft dit eenjarige project ernaar energie-efficiëntie te verhogen door het persproces - waarbij materialen worden verwarmd en gevormd - te optimaliseren. Dit omvat het verminderen van energieverlies bij het verwarmen en het drukzetten van materialen. Het project zal bestaande pers- en verwarmingsmethoden evalueren en nieuwe technologieën evalueren en testen in een labomgeving, met als doel het energieverbruik te minimaliseren terwijl de productkwaliteit gehandhaafd blijft. De verwachte uitkomsten zullen bredere implicaties hebben voor de industrie door bij te dragen aan duurzamere productieprocessen en het verminderen van de milieu-impact van de composietproductie. Deze innovaties zullen niet alleen van belang zijn voor de betrokken bedrijven maar kunnen ook internationaal worden toegepast, gezien de groeiende vraag naar energie-efficiënte en milieuvriendelijke productiemethoden. Dit project biedt een kans om de voetafdruk van de composietindustrie aanzienlijk te verminderen en ondersteunt de overgang naar meer duurzame industriële processen.
Als gevolg van de energietransitie wordt het steeds moeilijker om energieaanbod en -vraag op elkaar af te stemmen en ontstaan problemen op het elektriciteitsnet. Energieopslag biedt een oplossing: duurzame energie wordt opgeslagen op momenten dat er aanbod en weinig energievraag is en beschikbaar gesteld wanneer er weinig aanbod en veel vraag is. Lokale opslag biedt een kans om lokale uitval van het elektriciteitsnet te voorkomen en geeft meerwaarde aan duurzame energie. Opslag in waterstof is uitermate geschikt voor zowel toepassingen op MW-schaal (windparken), voor seizoensopslag en voor toepassingen waar distributie relevant is. De wens van bedrijventerreinen om te verduurzamen biedt een kans om gericht aan oplossingen voor lokale energieopslag in waterstof en bijbehorende toepassingen te werken. In dit project werkt de HAN samen met MKB-bedrijven, Saxion, TU Delft, lokale overheden en een aantal overige partners aan het ontwikkelen en optimaliseren van een energieopslagsysteem gebaseerd op waterstof en bijbehorende waterstoftoepassingen op en voor bedrijventerrein IPKW in Arnhem. Beschikbare windenergie van in aanbouw zijnde turbines langs de Rijn bij IPKW vormen de aanleiding voor het ontwerpen, modelleren, construeren en testen van een (geschaald) energieopslagsysteem gebaseerd op de productie, en opslag van waterstof. Specifieke toepassingen op het industriepark worden geïnventariseerd, en waar mogelijk gerealiseerd en gemonitord, voor met name lokaal bedrijfstransport en elektriciteitslevering. Scenario’s voor ontwikkeling en toepassing van de technologie ontwikkeld en haalbaarheidsstudies uitgevoerd. Kennis en expertise worden ontwikkeld om het proces van optimale implementatie van waterstof voor energieopslag in een energieketen met specifieke toepassingen op een bedrijventerrein te ondersteunen. Met dit project bouwen wij voort op de vele eerdere waterstofprojecten die bij de HAN zijn uitgevoerd en maken we gebruik van ons recent gerealiseerde shared facility HAN Waterstoflab op IPKW.
