Optimierung von KWK-Systemen zur Hausenergieversorgung mittels prüfstandsgestützter Simulation
Dissertation von Ulli Arndt – eingereicht am 8. November 2007, angenommen am 12. Februar 2008
Prüfer der Dissertation:
1. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner
2. Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen
Abstract
Für kleine Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) zur Energieversorgung von Wohngebäuden wurde eine Simulation entwickelt, welche die dynamischen Vorgänge in KWK-Systemen und deren Wechselwirkungen mit den Gebäuden über ein ganzes Jahr in hoher zeitlicher Auflösung darstellt. Auf Basis von Ergebnissen aus Prüfstandsmessungen der TUM an Mikro-KWK-Systemen wurde die Simulation validiert. Mit dem Programm können erstmalig Systemkonfigurationen und -parameter (hydraulische Verschaltung, Wärmespeicher, Temperaturen etc.) variiert sowie neue Regelstrategien entwickelt werden, um Verbesserungen von Betriebsverhalten, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Ein weiterer wesentlicher Beitrag der Arbeit ist die Neuentwicklung der „Effizienzmethode“ zur ganzheitlichen Bewertung der KWK, die für primärenergetische, CO2-Emissions- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen als Grundlage dient.
Dissertation von Ulli Arndt – eingereicht am 8. November 2007, angenommen am 12. Februar 2008
Prüfer der Dissertation:
1. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner
2. Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen
Kurzfassung
Für kleine Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) zur Energieversorgung von Wohngebäuden wurde eine Simulation entwickelt, welche die dynamischen Vorgänge in KWK-Systemen und deren Wechselwirkungen mit den Gebäuden über ein ganzes Jahr in hoher zeitlicher Auflösung darstellt. Auf Basis von Ergebnissen aus Prüfstandsmessungen der TUM an Mikro-KWK-Systemen wurde die Simulation validiert. Mit dem Programm können erstmalig Systemkonfigurationen und -parameter (hydraulische Verschaltung, Wärmespeicher, Temperaturen etc.) variiert sowie neue Regelstrategien entwickelt werden, um Verbesserungen von Betriebsverhalten, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Ein weiterer wesentlicher Beitrag der Arbeit ist die Neuentwicklung der „Effizienzmethode“ zur ganzheitlichen Bewertung der KWK, die für primärenergetische, CO2-Emissions- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen als Grundlage dient.
