Untersuchung modellprädiktiver, energie-flexibler Betriebsweisen für Lüftungsanlagen im Produktionsumfeld am Beispiel der Battery LabFactory Braunschweig (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2021 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,0, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Sprache: Deutsch, Abstract: Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, ein vorhandenes, validiertes, physikalisches Modell der RLT-Anlage der BLB in der Entwicklungsumgebung Dymola mit der Programmiersprache Modelica um eine energieflexible Regelung zu erweitern. Anschliessend wird die energieflexible Betriebsweise der Anlage im Hinblick auf relevante Betriebsgrössen wie die Taupunkttemperatur (TPT) im Trockenraum, die Betriebskosten und die Umweltwirkungen untersucht. Im Zuge einer energieflexiblen Betriebsweise lassen sich zwei Regelungsstrategien anwenden: eine Regelung ohne und eine mit heuristischer Optimierung. In der Regelung ohne Optimierung werden regelbasierte Verfahren zur Steuerung der RLT-Anlage verwendet, wohingegen der Strategie mit heuristischer Optimierung ein mathematisches Optimierungsproblem zugrunde liegt, das mehrere Zielgrössen umfasst. Beide Strategien zählen zu den modellprädiktiven Re-gelungen (MPR). Die Forschungsfrage, die sich in diesem Kontext stellt, lautet: Welche der Regelungsstrategien ist in Anbetracht der Kosten und Umweltauswirkungen, der Erfüllung der raumklimatischen Bedingungen sowie der immanenten Stärken und Schwächen der jeweiligen Regelungsstrategien im betrachteten Anwendungsfall besser geeignet?

Neben der Bewertung der Regelungsansätze nach diesen Gesichtspunkten erfolgt in dieser Arbeit die Ermittlung des Energieflexibilitätspotentials der RLT-Anlage in Form von vier Kennzahlen: Abrufdauer, -häufigkeit, flexibilisierbare Leistung sowie flexibilisierbare Energie.

Diese Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der energieflexiblen Regelung von RLT-Anlagen bei, indem sie Empfehlungen für den betrachteten Anwendungsfall - ein Trockenraum für die Batterieproduktion - gibt. In dieser Arbeit wird ersichtlich, welche Vorteile ein energieflexibler Betrieb aus Betreibersicht hat, aber auch welchen Beitrag RLT-Anlagen zur Netzstabilität leisten können.