Nach der Vorstellung der Forschungsprojekte werden in dieser Arbeit einfache Modelle verschiedener Energiequellen aufgestellt und in MatLab/GNU-Octave zwecks Simulation implementiert. Zusammen mit Simulationen für Speicher und Verbraucher können verschiedenartige Netzwerke zusammengestellt und deren Verhalten simuliert werden. Wettereinflüsse sind grob (stundengenaue Prognosen und teure Prognose-SW, wie sie in den EU-Projekten verwendet und entwickelt wurden, standen nicht zur Verfügung) einstellbar.
Es entstand eine grobe Simulation von virtuellen Kraftwerken (virtual Power Plant – VPP), die lediglich Lehrzwecken dienen soll und nicht mit den in den europäischen Großprojekten und firmeninternen Projekten entwickelten Hard- und Software-Lösungen (z.B. Siemens DEMS [7] oder AREVA eterraplatform [8]) zum Management von virtuellen Kraftwerken konkurriert.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- 1 EU-Forschungsprojekte zu Virtuellen Kraftwerken
- 1.1 DISPOWER-Projekt
- 1.2 FENIX
- 1.3 Framework Programm 7 - einige laufende Projekte
- 1.3.1 Address: Developement of interactive distribution energy networks
- 1.3.2 SUSPLAN - Developement of guidelines for integration of renewable energy
- 1.3.3 Irene-40 Infrastructure Roadmap for Energy Networks in Europe
- 2 Modellation und Simulation von Energiequellen in VPP
- 2.1 Photovoltaik
- 2.1.1 Mathematische Modelle für Solarpanel: Ort, Richtung, Zeit
- 2.1.2 Wetterabhängigkeiten - Berücksichtigung von Wolken
- 2.1.3 Modellimplementierung in Software
- 2.2 Windenergie
- 2.2.1 Mathematische Modelle für Windräder
- 2.2.2 Windverteilung über ein Jahr an einem Beispielort
- 2.2.3 Modellimplementierung in Software
- 2.3 Kraft-Wärme-Kopplung
- 2.3.1 Wärmebedarfsabhängige Führung - Jahreskurven
- 2.3.2 Strombedarfsabhängige Führung - Tageskurve
- 2.3.3 KWK-Modellimplementierung in Software
- 2.1 Photovoltaik
- 3 Energiespeicher
- 3.1 Mechanische Speicher
- 3.2 Akkumulatoren - chemische Speicher
- 3.3 Elektrische Speicher
- 3.4 Speicher-Softwaremodell
- 4 Erzeuger, Speicher und Verbraucher - Simulation
- 5 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Modellbildung für dezentrale Stromerzeugung unter Nutzung erneuerbarer Energien. Ziel ist es, die Herausforderungen der Integration von erneuerbaren Energiequellen in bestehende Stromnetze zu untersuchen und Lösungsansätze zu entwickeln. Die Arbeit fokussiert auf die Entwicklung von Modellen für verschiedene Energiequellen wie Photovoltaik, Windenergie und Kraft-Wärme-Kopplung.
- Entwicklung von Modellen für verschiedene erneuerbare Energiequellen
- Integration von dezentralen Energiequellen in virtuelle Kraftwerke (VPP)
- Analyse der Netzstabilität und -sicherheit bei zunehmender Nutzung erneuerbarer Energien
- Einfluss von Wettereinflüssen auf die Leistung von erneuerbaren Energiequellen
- Entwicklung von Simulationstools für die Analyse und Optimierung von VPP-Systemen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Vorstellung von EU-Forschungsprojekten im Bereich der Virtuellen Kraftwerke (VPP). Hierbei werden insbesondere das DISPOWER-Projekt und das FENIX-Projekt sowie laufende Projekte im Rahmen des FP7 beleuchtet. Diese Projekte stellen wichtige Vorarbeiten für die Entwicklung und den Betrieb von VPP dar. Anschließend werden Modelle für verschiedene Energiequellen vorgestellt, darunter Photovoltaik, Windenergie und Kraft-Wärme-Kopplung. Die Kapitel beschreiben die mathematischen Modelle und deren Implementierung in Software.
Darüber hinaus werden Energiespeicher und deren Modellierung behandelt. Im letzten Kapitel werden dann Erzeuger, Speicher und Verbraucher in einem Simulationsmodell zusammengeführt. Diese Simulationen ermöglichen die Analyse des Verhaltens von VPP-Systemen unter verschiedenen Bedingungen.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Themen und Konzepte der Arbeit umfassen dezentrale Stromerzeugung, virtuelle Kraftwerke (VPP), erneuerbare Energien, Photovoltaik, Windenergie, Kraft-Wärme-Kopplung, Energiespeicher, Netzstabilität, Simulation und Modellierung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Virtuelles Kraftwerk (VPP)?
Ein Virtuelles Kraftwerk (Virtual Power Plant) ist eine Vernetzung dezentraler Energiequellen, Speicher und Verbraucher, die gemeinsam wie ein konventionelles Kraftwerk gesteuert werden können.
Welche erneuerbaren Energien werden in der Simulation modelliert?
Die Arbeit umfasst mathematische Modelle für Photovoltaik, Windenergie und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).
Welche Software wurde für die Modellbildung verwendet?
Die Modelle wurden in MatLab bzw. GNU-Octave implementiert, um das Verhalten der Netzwerke zu simulieren.
Werden Wettereinflüsse in der Simulation berücksichtigt?
Ja, Wettereinflüsse wie Wolkenbildung für Solarpanels oder Windverteilungen über das Jahr sind grob in die Softwaremodelle integriert.
Welche EU-Forschungsprojekte dienten als Grundlage?
In der Arbeit werden insbesondere die Projekte DISPOWER, FENIX sowie Projekte aus dem Framework Programm 7 wie SUSPLAN und Irene-40 vorgestellt.
- Quote paper
- Rainer Stickdorn (Author), 2011, Modellbildung für dezentrale Stromerzeugung unter Nutzung erneuerbarer Energien, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/433431
