Energiesystemoptimierung mit Simulation

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1 Energiesystemoptimierung mit Simulation Digitale Energiedienstleistungen, Berlin, Dr. Johannes Schliesser magis consult GmbH

2 Was ist TOP Energy? Simulationssoftware für dezentrale Energiesysteme Versorgungs- Konzepte Szenarien- Bewertung Zeitreihen- Verarbeitung Einsatz- Optimierung Beratung / Audit 2

3 Entwicklungshistorie TOP Energy > 15 Jahre aktive Softwareentwicklung Ab 1999 an RWTH Aachen: Doktorarbeiten & Forschungsprojekte Ab 2013 Mit GET AG: Vertriebspartnerschaft Ab 2003 an GFaI: Weiterentwicklung in Arbeitsgruppe Ab 2015 Vertrieb und Dienstleistungen durch magis consult GmbH 3

4 Referenzen Unsere Kunden haben Vorsprung 4

5 Simulation von Energiesystemen Modellierung von Thermodynamik und Wirtschaftlichkeit Wirtschaftlich optimale Auflösung von Freiheitsgraden 5

6 Zunehmend komplexere Erzeugerstruktur Niedertemperatur- Wärmenetz Klassisches Nahwärmenetz 6

7 Zunehmend komplexe Erzeugerstruktur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung 7

8 E- Mobilität mit Wärme- und Kälte Vorstudie E-Mobilität Logistikzentrum Berlin Rahmenbedingungen Hoher Eigenstrombedarf Elektrisch betriebene Transportflotte Wärmebedarf Kältebedarf Ziele Geringerer Strombezug Eigenerzeugung für e-mobility Flotte 8

9 E-Mobilität mit Wärme und Kälte Vorstudie E-Mobilität Logistikzentrum Berlin Rahmenbedingungen Hoher Eigenstrombedarf Elektrisch betriebene Transportflotte Wärmebedarf Kältebedarf Ziele Geringerer Strombezug Eigenerzeugung für e-mobility Flotte 9

10 E-Mobilität mit Wärme und Kälte Wirtschaftlichkeit durch Komplexität V0 oh. E-Mobilität V1a 200 kwh Speicher CO2-Emissionen Elektromobilität tco2/a Diesel-Emissionen tco2/a Einsparung V1 ohne Speicher Ansätze und Methoden Wirtschaftliche Optimierung Lastenflexibilisierung Sektorkopplung Peak Shaving, Peak Shifting Ergebnisse Ca. 2,5 ct/kwh Einsparung 27% Eigenerzeugung Ladestrom 20% CO2 Einsparung Keine Mehr-Investitionskosten für Erzeugungsanlagen 10

11 Kraftwerkseinsatzplanung Bsp.: Fernwärmewerk Kirchdorf Wärmeverkauf 49 GWh Leitungslänge 49 km Versorgte Kunden Anschlussleistung 38 MW Stromerzeugung 11 GWh 11

12 Fahrplanmanagement Kostenoptimierte Betriebsweise des Fernwärmewerks Quelle: euro heat & power 7-8,

13 Einsatzoptimierung lokal Modellierung mit teilw. täglich aktualisierten Parametern Parameter Gaspreise Strompreis day ahead Prognose Wärmebedarf day ahead CO2 - Kosten Verfügbarkeit der Anlagen Betriebskosten und elektrischer Eigenverbrauch Wirkungsgrade bei Teillast bei Gasmotoren Maximale Zahl Starts / Tag der Gasmotoren Kosten für die Abwärmenutzung (Zementwerk) Ladezustand des Speichers Quelle: euro heat & power 7-8,

14 Einsatzoptimierung lokal: Ergebnis Kostenoptimierte Betriebsweise des Fernwärmewerks Ergebnis: spürbare Kostensenkung im Betrieb Amortisationszeit von wenigen Monaten für Software und DL Quelle: euro heat & power 7-8,

15 Kapitalwert [TEUR] Einsatzplanung über optimierte Steuerung Simulation und Evaluation Steuerung Sensitivitätsanalyse Diagramm Fixer Wert Eingang-A [1] 15

16 [TEUR/a] Gegenprüfung optimiert vs. gesteuert Steuerung nahe am Optimum Cashflow Ist-Fall (1) BHKW optimal BHKW gesteuert 16

17 Komplexere, fixe Steuerung Kostenoptimierte Betriebsweise bei Kälteerzeugung Robert Bosch GmbH in Reutlingen, zusammen mit perpendo 13 Kältemaschinen, 27 MW Kälteleistung gesamt Optimierte Einschaltreihenfolge in Abhängigkeit von Bedarf und Temperatur, insbes. Ausnutzen der Wirkungsgradkurven 14,5% weniger Stromverbrauch! Quelle: Kälte Klima Aktuell, Ausgabe Großkälte

18 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! TOP-Energy ist Software der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.v., Berlin Kontakt: Dr. Johannes Schliesser magis consult GmbH Volmerstr Berlin johannes.schliesser@magis-consult.com Tel.: