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Am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik – kurz LTT- der RWTH Aachen startet ein neues Forschungsprojekt zur Optimierung von Energieversorgungssystemen. Mit „sOptimo+: Ganzheitliche Optimierung von Energieversorgungssystemen in der Praxis“ wird das erfolgreiche Vorgängerprojekt „sOptimo“ fortgesetzt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat dazu erneut Fördermittel bewilligt. Die Wissenschaftler des LTT entwickeln damit Software und Methoden zur Struktur-Optimierung von Energieversorgungssystemen. Dadurch können Effizienzpotenziale und Möglichkeiten zur Kosteneinsparung bei der Energieversorgung von Industrie-gebieten, kommunaler Infrastruktur oder Wohnquartieren ermittelt werden. Projekt-partner dabei sind die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V. Berlin, BFT Planung GmbH, Aachen und INEOS Köln GmbH. Die Projektpartner wollen zusammen mit weiteren assoziierten Partnerunternehmen die breite und einfache Anwendung der Methoden zur Struktur-Optimierung von Energiesystemen in der Praxis ermöglichen. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz, der die Art der Energieträger und -anlagenberücksichtigt sowie gleichzeitig den Betrieb, die Dimensionierung sowie die Struktur des Anlagenparks optimiert.

Software ermöglicht größtmögliche Effizienz

„Ein typischer Anwendungsfall ist ein bestehender Industrie-Standort, an dem aufgrund neuer Energiebedarfe der ansässigen Unternehmen zusätzlich Anlagen wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke, Photovoltaik-Anlagen oder Biogasanlagen errichtet werden sollen. Unsere Software errechnet schon in der Planungsphase, welche Anlagen wie dimensioniert werden müssen, um mit größtmöglicher Effizienz und geringen Kosten im Verbund mit den bestehenden Energiesystemen zu arbeiten“, erklärt Björn Bahl, der das Projekt als wissenschaftlicher Mitarbeiter am TT der RWTH Aachen begleitet. Mit gängiger Software vergleichen Planer oder Ingenieure meist verschiedene Anlagenvarianten und wählen die beste der bedachten Varianten aus. Durch die rigorose Optimierung wird hingegen die beste aller technisch möglichen Varianten ermittelt. Das Vorgehen ist dabei weitgehend automatisiert. So sind in der Software bereits viele Bausteine des Energieversorgungssystems in einer so genannten Komponentenbibliothek vorhanden, die bereits viele Grunddaten zu Block-heizkraftwerken, Kesseln, Kältemaschinen und so weiter enthält. Auch lassen sich mit der Software Unsicherheiten abbilden, etwa eine unbekannte Entwicklung der Energiepreise in den nächsten Jahren. „Bisher gab es nicht viele Methoden, mit denen komplexe Probleme wie die Optimierung von Energieversorgungssystemen ma-thematisch gelöst werden konnten. Aber durch unsere Methoden und immer schnellere Rechner ist das heute machbar“, betont Matthias Lampe, Gruppenleiter Energie-systemtechnik am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik.

Zusammenarbeit im Forschungsverbund EnEff

Bei dem jetzt gestarteten Forschungsvorhaben „sOptimo+“ wird der Fokus vor allem auf der praktischen Anwendung liegen. „Wir wollen von den Ingenieuren, Planern und der Industrie wissen, wo es in der Anwendung der bisherigen Methoden Probleme gibt, welche Erweiterungen nötig sind“, sagt Björn Bahl. „Damit die Software möglichst auf breiter Basis angewendet werden kann, brauchen wir die Schnittmenge der einzelnen Fragestellungen. Also im Ergebnis ein Planungswerkzeug, das für möglichst viele Anwendungsfälle errechnet, welche Anlagen gebaut werden müssen, um das Gesamtsystem energieeffizient und kostengünstig zu betreiben,“ erklärt Matthias Lampe.

Industrieparks und -anlagen sowie der Gebäudesektor sind die Bereiche, in denen die höchsten Energieeinsparpotenziale stecken. Deshalb werden die Wissenschaftler der RWTH eng mit anderen Forschern aus den Projekten des Förderschwerpunkts „EnEff-Stadt“ zusammenarbeiten. Dort werden vor allem städtische Siedlungsräume daraufhin untersucht, wie der intelligente Einsatz und die Vernetzung neuer Technologien die Energieeffizienz verbessern können. Zusammen mit den Erkenntnissen aus „sOptimo+“ soll so in den nächsten Jahren ein umfassendes Know-how für Industrieanlagen und die Stadt der Zukunft entstehen.

Quelle: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

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