Dynamische Optimierung von Kälteversorgungssystemen


Doktorand
Jörg Bentz, M.Sc.


Betreuende Professoren:
Prof. Dr. Christian Schweigler, Hochschule München
Prof. Dr. Ing. Thomas Hamacher, (Technische Universität München)


In dezentralen Systemen zur Versorgung mit Strom, Wärme und Kälte werden mehrere Energiewandler im Verbund eingesetzt. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Freiheits- graden sowohl hinsichtlich der Auswahl, welche der Anlagen in einem bestimmten Moment eingesetzt werden sollen, als auch hinsichtlich der Betriebsweise der einzel- nen Aggregate. Weitere Anwendungsfälle finden sich z.B. beim Betrieb von Kältean- lagen in Verbindung mit Rückkühlwerken. Für die in-situ Optimierung derartig flexibler Energieversorgungssysteme können je nach Komplexität und Art der Zielstellung diverse Optimierungsprozeduren angewendet oder ggf. kombiniert werden. Dabei ist die Betriebscharakteristik aller Aggregate modellhaft abzubilden. Als Vorgabe für die Optimierung des Anlageneinsatzes ist gleichzeitig eine zeitaufgelöste Prognose des zukünftigen Versorgungsbedarfs erforderlich. Sowohl die technische Modellierung als auch die Bedarfsprognose ist kontinuierlich dem aktuellen Entwicklungsstand der Anlage und der Verbraucherstruktur nachzuführen.


Insgesamt besteht somit ein erheblicher Aufwand für den Aufbau und die Anwendung einer dynamischen Betriebsoptimierung komplexer Energieversorgungssysteme. Dieser Weg wird für den Betrieb von Großkraftwerken im Verbund mit entsprechender weiterer Erzeugungs- und Verteilinfrastruktur beschritten. Für kleinere Energiesysteme sind aufwendige Optimierungsverfahren wegen des vergleichsweise hohen Aufwands jedoch nicht wirtschaftlich anwendbar.


Im Rahmen dieser Untersuchung sollen Strategien entwickelt werden, die Anwendung von Optimierungsverfahren auch für kleinere dezentrale Energieversorgungssysteme verfügbar zu machen.