Mathematische Optimierung des Technologieeinsatzes in der Energieversorgung von städtischen Quartieren

Abschlussart: 
Diplom

Am Beispiel eines Quartiers bestehend aus 3 Wohngebäuden wurde die elektrische und thermische Energieversorgungsstruktur in Matlab/Simulink abgebildet. Zur Bereitstellung der benötigten Trinkwarmwasser und Heizwärmeenergie sind auf Gebäudeebene eine Solarthermie-Anlage sowie ein Schichtenspeicher pro Wohngebäude vorgesehen. Entsprechende Überschüsse oder Defizite der drei Gebäude werden durch eine Heizzentrale (ausgerüstet mit einem Blockheizkraftwerk Pufferspeicher und Spitzenlastbrenner) kompensiert. Für die Bereitstellung der Elektroenergie stehen Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher zur Verfügung. Die Verbraucherseite wird durch Lastprofile modelliert.

Aus den Simulationsdaten können verschiedene Leistungskennziffern, wie z.B. End-/Primärenergiebedarf, CO2-Emissionen oder Gesamtbetriebskosten abgeleitet werden. Es gibt je nach Betrachtungsweise ein betriebswirtschaftliches, ökologisches oder energetisches Optimum.

Hauptziel der Arbeit ist die Anwendung und ggf. die Entwicklung von Optimierungsalgorithmen, um ein möglicherweise vorhandenes globales Optimum zu identifizieren.

Betreuer: 
Dr. Uwe Prüfert