Netzintegration großer Leistungen erneuerbarer Energien durch Kraft-Wärme-Kopplung mit thermischer Energiespeicherung

 
 
Kassel University Press
  • 1. Auflage
  • |
  • erschienen am 28. Juli 2016
  • |
  • 188 Seiten
 
E-Book | PDF ohne DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-7376-0175-7 (ISBN)
 
Mit den Entwicklungen und Untersuchungen der vorliegenden Arbeit wird das Ziel verfolgt, Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung mit thermischen Speichern zu einem leistungsfähigen Bestandteil des Energieversorgungssystems werden zu lassen, um eine zukünftige Stromversorgung mit hohen Anteilen fluktuierender erneuerbarer Energien wie der Windkraft und der Photovoltaik zu ermöglichen.

Neben der Entwicklung einer technischen Lösung, mit welcher dezentrale Anlagensysteme in das Management eines Elektroenergieversorgungssystems integriert werden können, wird das mathematische Modell des Verbundsystems betrachtet. Die Optimierung einer Vielzahl zentraler sowie dezentraler Erzeugungsanlagen, Speicher und Verbraucher bedarf hierbei der Anwendung geeigneter Algorithmen und Verfahren des Operations Researchs.

Das letztendlich umgesetzte Versorgungsmodell ermöglicht die Projektion des Konzeptansatzes zur Regel- und Ausgleichsenergiebereitstellung auf größere Versorgungsgebiete. Basierend auf den Verbrauchsprofilen von Einzelgebäuden, Gewerbe- und Industriebetrieben sowie der erneuerbaren Erzeugungscharakteristik, führt der gezielte Einsatz verschiedener Kraft-Wärme-Kopplungssysteme mit variierender Stromkennzahl und Speichergröße zu einer Bewertung möglicher Potentiale.
  • Deutsch
  • Kassel
  • |
  • Deutschland
  • 3,90 MB
978-3-7376-0175-7 (9783737601757)
3737601755 (3737601755)
10.19211/KUP9783737601757
weitere Ausgaben werden ermittelt
  • Front Cover
  • Titelseite
  • Impressum
  • Danksagung
  • Zusammenfassung
  • Inhaltsverzeichnis
  • 1 Einleitung
  • 1.1 Motivation der Arbeit
  • 1.2 Aufbau der Arbeit
  • 2 Anforderungen, Entwicklungen und Potentiale einer erneuerbaren Energieversorgung bis 2050
  • 2.1 Entwicklung der Stromnachfrage
  • 2.2 Elektrisches Potential der Windenergie
  • 2.3 Elektrisches Potential der Solarenergie
  • 2.4 Elektrisches Potential der Wasserkraft
  • 2.5 Elektrisches Potential der Biomasse
  • 2.6 Elektrisches Potential der Geothermie
  • 2.7 Entwicklung des Wärmebedarfs
  • 2.7.1 Anwendungssektor Haushalte
  • 2.7.2 Anwendungssektor Gewerbe, Handel und Dienstleistung
  • 2.7.3 Anwendungssektor Industrie
  • 2.8 Thermisches Potential der Biomasse
  • 2.9 Thermisches Potential der Geothermie
  • 2.10 Potential der Kraft-Wärme-Kopplung
  • 2.11 Speicherpotentiale
  • 2.12 Lastmanagement-Potentiale
  • 2.13 Zusammenfassung
  • 3 Zentrale Entscheidungen aufgrund zentraler und dezentraler Informationen
  • 3.1 Zielsetzung
  • 3.2 Technisches Konzept
  • 3.3 Anbindung dezentraler Anlagensysteme mittels Fernwirktechnik
  • 3.3.1 Mengengerüst am Standort Hamburg
  • 3.3.2 Mengengerüst am Standort Kassel
  • 3.3.3 Mengengerüst am Standort Köln
  • 3.4 Kommunikationsanbindung
  • 3.5 Leitwarte und Prozessleitsystem
  • 3.6 Zählerfernauslesesystem
  • 3.7 Zusammenfassung
  • 4 Optimierte Betriebsführung des Verbundsystems
  • 4.1 Grundlagen und Rahmenbedingungen
  • 4.2 Operations Research - Grundlagen, Begriffe und Methoden
  • 4.2.1 Allgemeines Optimierungsmodell
  • 4.2.2 Lineare Optimierungsmodelle und deren Programmierung
  • 4.2.3 Nichtlineare Optimierungsmodelle
  • 4.2.4 Solver, Engines und Algorithmen
  • 4.3 Modellbeschreibung des Verbundsystems
  • 4.4 Beispielberechnung und Zusammenfassung
  • 5 Simulation einer erneuerbaren Versorgung in 2050
  • 5.1 Grundlagen und Rahmenbedingungen der Simulation
  • 5.2 Zeitreihendarstellung der elektrischen Last
  • 5.3 Zeitreihendarstellung der Erzeugung durch Windkraft
  • 5.4 Zeitreihendarstellung der Erzeugung durch Solarenergie
  • 5.5 Zeitreihendarstellung der Erzeugung durch Wasserkraft
  • 5.6 Zeitreihendarstellung der Erzeugung durch Biomasse
  • 5.7 Zeitreihendarstellung der Erzeugung durch Tiefen-Geothermie
  • 5.8 Zeitreihendarstellung thermischer Lasten mittels Sigmoid-Funktion
  • 5.9 Aufbau der Simulation einer erneuerbaren Versorgung in 2050
  • 5.10 Simulation und Ergebnisse
  • 5.10.1 Fokus des Konzeptansatzes
  • 5.10.2 Simulationsgrundlagen und Ergebnisse
  • 6 Zusammenfassung und Ausblick
  • Anhang
  • B Abkürzungen und Nomenklatur
  • C Abbildungsverzeichnis
  • D Tabellenverzeichnis
  • E Literaturverzeichnis
  • Back Cover

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