Sollce-TES - Fortgeschrittene Energiemanagementsteuerung für Eisspeicher mit Photovoltaik für Kühlanwendungen
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Prof. Dr. Frank Tillenkamp
- Co-Projektleiter/in : Christian Stahel
- Stellv. Projektleiter/in : Christian Jenni
- Projektstatus : laufend
- Drittmittelgeber : Bund (Bundesamt für Energie BFE)
- Projektpartner : Ostschweizer Fachhochschule OST / SPF Institut für Solartechnik
- Kontaktperson : Frank Tillenkamp
Beschreibung
Indiesem Projekt soll ein innovatives Energiemanagementsystem basierend auf einermodellprädiktiven Steuerung (MPC) entwickelt werden, zur Optimierung desBetriebs sogenannter «SolIceTES»- Systeme für die Raumkühlung.
EinSolIceTES-System besteht aus einem Eisspeicher mit Wendelwärmetauscher,gekoppelt mit einer Photovoltaikanlage und einer Kompressionskältemaschine. Mitsolchen Systemen können Kühllastspitzen verschoben bzw. geglättet werden. DerBetrieb eines SolIceTES-Systems ist jedoch eine komplexe Aufgabe. Da die Kältemaschine bei Temperaturen unterhalb der Nutztemperatur betrieben wird,resultiert eine stark reduzierte Effizienz, wenn die Be-triebsstrategie nichtsachgemäss optimiert wird. Es wird dazu ein Co-Simulationsrahmen entwickelt,der aus einem mathematischen Optimierer gekoppelt mit TRNSYS-Systemsimulationenbesteht. In TRNSYS wird das SolIceTES-Systems detailliert modelliert undsimuliert, während der Optimierer basierend auf vereinfachtenKomponentenmodellen die MPC Steuerung darstellt und jeweils die optimalenWerte für die Kontrollparameter an TRNSYS übergibt, um die Systemkosten zuminimieren oder die Systemeffizienz zu maximieren.
Das wirtschaftliche undenergetische Potenzial eines SolIceTES Systems mit MPC wird analysiert. Derentwickelte Co-Simulationsrahmen wird auf verschiedene Szenarien mitSchwerpunkt auf Bürogebäuden angewandt. Darüber hinaus wird der Nutzen desSolIceTES Systems für Kühlanwendungen in Krankenhäusern, Supermärkten und derFertigungsindustrie untersucht. Schliesslich werden die Vor- und Nachteile vonSolIceTES mit MPC ermittelt, im Vergleich mit elektrischen Batterien undkonventionellen Klimatisierungssystemen.