Analyse und Synthese von dezentralen Energiesystemen

Ziel der Simulation von dezentralen Energiesystemen ist es, schnell und effizient Aussagen zur Belastung und zur Energie- und Kosteneffizienz der Komponenten in Abhängigkeit von zeitlich veränderlichen Umwelteinflüssen und Benutzerverhalten treffen zu können.

Zum Aufbau eines komplexen Systemmodells aus einzelnen Objekten wie Solaranlagen, Speichern, Blockheizkraftwerken usw., deren Funktionsweisen meist auf sehr unterschiedlichen physikalischen Wirkmechanismen beruhen, haben sich die objektorientierten Simulationsmethoden bewährt.

Im Forschungsbereich werden stationäre und transiente Simulationen von thermodynamischen Systemen (Kompressions-, Ad- und Absorptionskälteanlagen, Wärme- und Kältespeicher, Rankine-Systeme, Batteriesysteme) mit Simulationswerkzeugen wie DYMOLA® und dem Softwarepaket TIL Suite® sowie eigenen Tools in der Skriptsprache Visual Basic for Applications (VBA®) durchgeführt.

Bei der Modellierung von dezentralen Energiesystemen kann dabei auf umfangreiche Objekt-Bibliotheken mit Wärmeübertragern, Armaturen, Speichern und verschiedensten Energiewandlern zurückgegriffen werden.

Optimierung und Entwicklung von Komponenten

Zur Entwicklung und Optimierung von komplexen Komponenten für dezentrale Energiesysteme müssen häufig detaillierte Untersuchungen an konkreten Designs durchgeführt werden. Zur Vorhersage der Funktionseigenschaften und der Bauteilbelastungen von Wärme- und Kältespeichern oder Batteriesystemen basiert auf multiphysikalische Simulationswerkzeugen, die thermische und chemische Effekte sowie Struktureigenschaften simultan abbilden können.

Zur Modellierung von Batteriesystemen und Wärmespeichern wird im Forschungsbereich COMSOL Multiphysics® eingesetzt.

Visualisierung von Energieströmen

Ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung von neuen Energiesystemen ist die Analyse von Energieströmen und die Visualisierung der Ergebnisse. Sankey-Diagramme sind die Methode der Wahl um vernetzte Energieströme in komplexen Systemen verständlich darzustellen.

Zur Visualisierung von Kälte- und Wärmeströmen und von elektrischem Strom wird im Forschungsbereich die Software SDraw® eingesetzt.