Eldorado Community:
http://hdl.handle.net/2003/33851
2024-03-29T14:08:29ZEinsatz eines Niederspannungslängsreglers zur Behebung von Spannungsunsymmetrien hervorgerufen durch Elektromobilität und dezentrale Energieerzeugung
http://hdl.handle.net/2003/39274
Title: Einsatz eines Niederspannungslängsreglers zur Behebung von Spannungsunsymmetrien hervorgerufen durch Elektromobilität und dezentrale Energieerzeugung
Authors: Jahn, Robert
Abstract: Mit dem steigenden Anteil einphasiger dezentraler Energieerzeuger (Photovoltaiksysteme)
und moderner einphasiger Lasten (Elektrofahrzeuge) wächst die Herausforderung für den
Netzbetrieb im Niederspannungsnetz. Dabei ist die Spannungsqualität von ländlichen Regionen mit langen Leitungen besonders gefährdet. Spannungsregler wie regelbare Ortsnetztransformatoren oder Spannungslängsregler bieten hier eine praktische Alternative zum Netzausbau.
Im Fokus dieser Arbeit stehen die durch einphasige Photovoltaiksysteme und einphasige Elektrofahrzeuge entstehenden Spannungsunsymmetrien im Niederspannungsnetz. Dafür wird zunächst ein realitätsnahes Niederspannungsmodell erstellt, welches die Analyse von Spannungsunsymmetrien ermöglicht. Zudem werden ein regelbarer Ortsnetztransformator, die Ansteuerungslogik eines Spannungslängsreglers und ein Zick-Zack Lastregler modelliert. Anschließend
werden mit statischen und dynamischen Worst Case Szenarien die Regler mit geeigneten Kriterien hinsichtlich ihres Regelverhaltens untersucht. Abschließend wird ermittelt, inwiefern
die Regler das Integrationspotential weiterer unsymmetrischer Leistungen steigern können.2020-06-17T00:00:00ZElectric vehicle fast charging with energy storage and generation capabilities - Simulations based on real charging data
http://hdl.handle.net/2003/39007
Title: Electric vehicle fast charging with energy storage and generation capabilities - Simulations based on real charging data
Authors: Rohde, Lena
Abstract: The increasing use of electric vehicles (EV) brings up the need to invest in the charg-
ing infrastructure and extend the number of charging sites and stations. Especially
the integration of fast charging sites increases the convenience for the user. The
growing utilization of charging sites is also a chance to learn about charging be-
haviour and future needs. In this thesis, usage data of a charging site in Norway
is processed by a self-developed modelling tool, to create charging profiles based
on the measured energy data. Additionally an optimized peak-shaving approach is
examined. The capabilities and influence of an integrated battery electric storage
(BES) system and a photovoltaic (PV) system on the charging profiles are anal-
ysed. The peak-shaving reaches values between 30% and 60% depending on the
BES and PV configuration. Based on the results, differences and patterns in the
charging behaviour are visible on a weekly and monthly basis. The results of the
peak-shaving indicate a correlation of higher peak-shaving with a increasing BES
capacity. The PV system introduces more flexibility to the charging site that implies
more independence of the grid.2020-02-06T00:00:00ZEntwicklung eines neuartigen Strukturierungsverfahrens zur Herstellung thermoelektrischer Wandler auf Basis von dünnen Bismuttelluridschichten
http://hdl.handle.net/2003/36189
Title: Entwicklung eines neuartigen Strukturierungsverfahrens zur Herstellung thermoelektrischer Wandler auf Basis von dünnen Bismuttelluridschichten
Authors: Merten, Dominik2016-09-28T00:00:00ZBetriebsführungsstrategien für Strom-Wärmesysteme: Eine Vergleichsstudie zwischen "Modellprädiktiver Regelung" und regelbasiertem Verfahren
http://hdl.handle.net/2003/35915
Title: Betriebsführungsstrategien für Strom-Wärmesysteme: Eine Vergleichsstudie zwischen "Modellprädiktiver Regelung" und regelbasiertem Verfahren
Authors: Hebbeker, Christoph
Abstract: Die Energiewende erhöht die Nutzung der erneuerbaren Energie, wodurch die Anpassung der elektrischen Lasten an die Erzeugersituation immer wichtiger wird. Hinzu kommt die dezentrale Nutzung der Energiequellen, die Transportverluste verringert. In dieser Arbeit wird das Lastmanagement eines Strom-Wärmesystems mit drei verschiedenen Betriebsführungsstrategien analysiert. Betrachtet wird ein Einfamilienhaus mit Photovoltaikanlage, Wärmepumpe und Warmwasserspeicher. Ziel der Betriebsführungsstrategien ist die Minimierung der Spitzenlasten am Netzanschlusspunkt (NAP). Die zwei wichtigen Strategien, die analysiert werden, sind die netzgeführte „Modellprädiktive Regelung“ (MPC) und das regelbasierte Verfahren (RBC). Hinzu kommt der wärmegeführte MPC, der als „Worst-Case-Szenario“ dient. Verglichen werden die MPCs bei perfekten Vorhersagen mit dem RBC über verschiedene Kenngrößen wie die Autarkie, die Spitzenlasten und die mittlere Temperaturabweichung. Der netzgeführte MPC minimiert die Spitzenlasten am besten, gefolgt von dem RBC und dem wärmegeführten MPC. Durch die Implementierung eines variierbaren Fehlers in den Prognosen wird ein weiterer Vergleich zwischen dem RBC und dem netzgeführten MPC durchgeführt, bei dem die Auswirkungen der einzelnen Störgrößen analysiert werden. Bei fehlerhaften Prognosen hat die PV-Leistung den größten Einfluss auf die Kenngrößen und erzeugt eine negative Spitzenlast im MPC, die größer ist als beim RBC.2016-07-01T00:00:00ZOptimierung der Leistungsbilanz in Niederspannungsnetzen - eine Vergleichsstudie zwischen einer zentralisiert, hierarchisch-verteilt und dezentral modellprädiktiven Regelungsarchitektur
http://hdl.handle.net/2003/35784
Title: Optimierung der Leistungsbilanz in Niederspannungsnetzen - eine Vergleichsstudie zwischen einer zentralisiert, hierarchisch-verteilt und dezentral modellprädiktiven Regelungsarchitektur
Authors: Töns, Tilo
Abstract: Durch die Zunahme dezentraler Stromerzeuger und der damit verbundenen Zunahme fluktuierender Einspeisung, sehen sich die Energienetze vor neue Herausforderungen gestellt. In Schwachlastzeiten und stark fluktuierender Einspeisung kann die Stabilität der Netze gefährdet werden. Mit Hilfe von Demand Side Integration (DSI) kann die fluktuierende Einspeisung ausgeglichen, somit die Netzintegration dezentraler Energieumwandlungsanlagen erleichtert und die Effizienz
der Stromnetze verbessert werden. In diesem Zusammenhang bieten Speichersysteme auf Haushaltsebene ein großes Potential für die DSI. Die DSI kann mittels modellprädiktiver Regelung durchgeführt werden. Bei der modellprädiktiven Regelung wird ein Modell des zu regelnden Prozesses verwendet, um das zukünftige Verhalten des Prozesses abhängig von den Eingangsgrößen innerhalb eines Prädiktionshorizonts vorherzusagen. Mit jedem Prädiktionsschritt werden die
Eingangsgrößen berechnet, um das zukünftige Verhalten optimal abzubilden. Die Optimierung erfolgt durch das Messen des Ist-Zustandes und erneuter Berechnung der Stellgrößen unter Verwendung der aktualisierten Informationen. Die Regelung der DSI kann prinzipiell zentral, verteilt oder dezentral erfolgen:
Bei einer zentralisiert modellprädiktiven Regelungsarchitektur besitzt ein Agent/Aggregator, der beispielweise der Verteilnetzbetreiber sein könnte, Informationen über das gesamte System und alleinige Handlungsvollmacht. Somit kann der Agent die lokale Regelung einzelner Haushalte zentral steuern. Bei einer hierarchisch-verteilt modellprädiktiven Regelungsarchitektur gibt es einen Agenten auf höchster Ebene, welcher Informationen über das gesamte System hat und
den lokalen Agenten auf unterer Ebene lokale Steuerungsziele vorgibt. Die lokalen Agenten auf unterer Ebene können Informationen untereinander austauschen, um die lokalen Steuerungsaufgaben zu koordinieren. Bei der dezentral modellprädiktiven Regelungsarchitektur besitzen die lokalen Agenten nur Teilinformationen des Systems und handeln nach lokal implementierter Steuerung ohne Informationsaustausch mit anderen lokalen Agenten. Ziele dieser Arbeit sind die Bewertung der o.g. modellprädiktiven Regelungsarchitekturen für die Optimierung der Leistungsbilanz in Niederspannungsnetzen, die Erweiterung vorhandener
Wärmesysteme um PV-Batterie-Systeme und die Bewertung der Effizienz des Gesamtsystems der einzelnen Regelungsarchitekturen.2016-12-01T00:00:00ZEvaluation der Energieeffizienz eines strombasierten Infrarot-Heizsystems
http://hdl.handle.net/2003/35153
Title: Evaluation der Energieeffizienz eines strombasierten Infrarot-Heizsystems
Authors: Busse, Hanna Iva
Abstract: Mit Blick auf die Energiewende drängen neue auf Energieeffizienz basierende Lösungen
wie der Einbau von Infrarot-Heizungen auf den Markt. Diese aufgrund der von den
Herstellern postulierten Einsparpotentiale versprochene Energieeffizienz von
strombasierten Infrarot-Heizstrahlern ist in der vorliegenden Bachelorarbeit
untersucht und evaluiert worden.
Nach einer Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise von Infrarot-
Heizsystemen sowie der mit Heizsystemen eng einhergehenden wärmetechnischen
Grundlagen wurden die Geräte in einer ausgewählten Testumgebung hinsichtlich ihrer
tatsächlichen Energieeffizienz untersucht. Dafür wurden Temperaturmessungen
während des ausschließlichen Betriebs der Zentralheizung einerseits und der IRStrahler
andererseits durchgeführt, um bei der späteren Bewertung auf
Vergleichswerte zurückgreifen zu können, wobei sich der größte Unterschied im
Temperaturverlauf beim Betrieb der Strahler ergab. Ähnlich dazu verhielt sich der
Leistungsverlauf, dessen charakteristische Aufnahmen und Abgaben die
Temperaturkurven beeinflussten. Anhand der Messergebnisse wurde dann in
Kombination mit Befragungen unter drei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen
der Frage nachgegangen, inwiefern die gestellten IR-Strahler als energieeffizient oder
ggf. sogar als effizienter im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen gelten können.
Aufgrund dieses Unterschieds im Temperaturverlauf sowie bei Betrachtung der
Kennlinien für verbrauchte Leistung zeigt sich, dass sich zwar durchaus Aspekte
ergeben, die auch von anwesenden Personen als „behaglicher“ im Vergleich zu
konventionellen Heizsystemen wahrgenommen werden, andere Umgebungen jedoch
für die Anbringung der Heizstrahler besser geeignet wären, etwa gut gedämmte
Räumen, in denen kein durchgängiger Heizbetrieb vonnöten ist.2016-06-07T00:00:00ZEntwicklung eines optimierten induktiven Energieübertragungssystems für die Elektromobilität
http://hdl.handle.net/2003/34387
Title: Entwicklung eines optimierten induktiven Energieübertragungssystems für die Elektromobilität
Authors: Hansel, Marcel
Abstract: Elektrofahrzeuge sind ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende im Bereich der Mobilität. Induktive
Ladesysteme können dabei helfen, die Nutzung von Elektrofahrzeugen zu vereinfachen und
hierdurch ihre Verbreitung zu fördern. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat bereits
erfolgreich ein induktives Ladesystem entwickelt, das insbesondere auf die Nutzung im Bereich
des Car-Sharing ausgerichtet ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird das System bezüglich der Kosten und
der mechanischen Konstruktion optimiert. Bislang werden in dem System Leistungshalbleiter aus
Siliziumkarbid eingesetzt, welche einen wesentlichen Kostenfaktor darstellen. Daher wird ein besonderer
Schwerpunkt auf die Auswahl von kostengünstigeren Leistungshalbleitern gelegt, wobei sowohl
der Einsatz von Bauteilen aus Silizium als auch aus Siliziumkarbid in Betracht gezogen wird. Der Vergleich
zeigt, dass durch den Einsatz von anderen Siliziumkarbid-Halbleitern eine deutliche Kostenund
Volumensenkung möglich ist, ohne den Wirkungsgrad wesentlich zu beeinträchtigen. Um den
Einbau des Ladesystems zu vereinfachen, wird die Integration der Komponenten zu kompakten, zusammenhängenden
Einheiten angestrebt. Hierzu wird ein mechanisches Konzept entwickelt, welches
auch den thermischen Anforderungen der Komponenten gerecht wird. Zur Evaluation des Systems
wird ein Prototyp angefertigt, welcher zur Analyse der Verlustleistung genutzt wird. Die messtechnische
Analyse bestätigt die meisten theoretischen Annahmen und erlaubt die Untersuchung einiger
bis dahin offener Fragen. Die detaillierte Untersuchung der Verlustleistung bietet eine Grundlage zur
weiteren Entwicklung des Systems.2014-10-01T00:00:00Z