Quantifying and aggregating the flexibility of building energy systems
Quantifizierung und Aggregation der Flexibilität von Gebäudeenergiesystemen
Stinner, Sebastian; De Doncker, Rik W. (Herausgeber); Müller, Dirk (Herausgeber)
Quelle: E.ON Energy Research Center
Aachen (Deutschland)
Selbstverlag
2018, XXXIV,198 S., Abb., Tab., Lit.
ISBN: 978-3-942789-55-4
tech.Diss.; Aachen 2017
Serie: E.ON Energy Research Center, Nr.56
Sprache: Englisch
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[Quelle: http://d-nb.info]
In den vergangenen Jahren ist der Anteil erneuerbarer Energien an der Elektrizitätsversorgung angestiegen. Dieser Trend wird sich in den kommenden Jahren fortsetzen. Durch den steigenden Einsatz von erneuerbaren Energiesystemen, die wetterabhängig elektrische Energie generieren (Photovoltaik und Windenergie), steigt die Fluktuation im elektrischen Energiesystem an. Es müssen sowohl im nationalen Energiesystem als auch in den lokalen elektrischen Netzen Maßnahmen ergriffen werden, mit diesen Fluktuationen umzugehen. Hierzu bieten sich verschiedene Flexibilitätsoptionen an. Der Gebäudesektor hat einen sehr hohen Anteil am Endenergiebedarf. Daher wird diskutiert, ob der Gebäudesektor einen Beitrag zur Flexibilitätsbereitstellung leisten kann. In diesem Zusammenhang bieten vor allem Wärmepumpen sowie Kraft-Wärme-Kopplungs(KWK)-Anlagen in Kombination mit thermischen Speichern eine mögliche Option. In der Arbeit wird eine Methode zur generischen Quantifizierung der Flexibilität von Gebäudenergiesystemen vorgestellt. Dies beinhaltet sowohl Wärmepumpen als auch KWK-Anlagen. Als Indikatoren zur Beschreibung von Flexibilität wurden vor allem Berechnungsvorschriften für leistungs- und energiebezogene Kennzahlen sowie die zugehörigen Verluste der Flexibilitätsbereitstellung entwickelt. Die meisten der vorgestellten Kennzahlen sind zeitabhängig und variieren im Verlaufe eines Jahres in Abhängigkeit der Außenbedingungen. Um die Flexibilität der Gebäudeenergiesysteme zu ermitteln, werden geeignete Simulationsmodelle dieser Gebäudeenergiesysteme verwendet. Einzelne Gebäude haben nur eine begrenzte Flexibilität zur Erzeugung bzw. zum Bezug von elektrischer Energie. Daher ist die beschriebene Methodik darauf ausgelegt, die Flexibilitätsindikatoren der einzelnen Flexibilitätsoptionen zu aggregieren. Dies ermöglicht unter anderem die Kombination und den Vergleich mit anderen Flexibilitätsoptionen wie Batteriesystemen oder konventionellen Kraftwerken. Um die verschiedenen Einflussfaktoren auf die Flexibilitätsindikatoren zu bestimmen, wird eine umfangreiche Simulationsstudie für Einzelgebäude durchgeführt. Hierbei werden sowohl Systeme mit Wärmepumpen als auch mit KWK-Anlagen analysiert.
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