Aufgabenstellung:
Industrielle Energiesysteme haben die zentrale Aufgabe, den Nutzenergiebedarf der Produktion zuverlässig und effizient zu decken. Hierbei kommen unterschiedliche Energiequellen wie das öffentliche Netz, vor Ort erzeugte erneuerbare Energien sowie Energiespeicher- und Wandlersysteme zum Einsatz. Die Betriebskosten solcher Energiesysteme werden durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter variable Energiepreise, atypische Netznutzung und Maßnahmen des Spitzenlastmanagements. Einige dieser Einflussfaktoren sind erst auf den zweiten Blick vollständig zu erfassen und zu bewerten.
Ziel der Masterarbeit ist es, ein bestehendes industrielles Energiesystem mithilfe der Open-Source-Bibliothek FINE (Framework for Integrated Energy System Assessment) in Python zu modellieren. Anschließend sollen verschiedene Betriebsstrategien unter Berücksichtigung der Nutzenergien und komplexer Kostenstrukturen evaluiert und hinsichtlich ihrer Kosten- und Emissionsbilanz verglichen werden. Dies beinhaltet:
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Modellierung des Energiesystems:
- Abbildung des bestehenden Systems mit allen relevanten Energiequellen, Speichern und Wandlersystemen.
- Implementierung der relevanten betrieblichen und regulatorischen Rahmenbedingungen (z. B. atypische Netznutzung, Spitzenlastmanagement).
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Analyse und Optimierung:
- Entwicklung und Implementierung verschiedener Betriebsstrategien (z. B. kosten- oder emissionsoptimierter Betrieb).
- Durchführung von Simulationen und Bewertung der Ergebnisse hinsichtlich Gesamtkosten und Emissionen.
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Dokumentation und Ergebnisaufbereitung:
- Analyse der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen für die Optimierung industrieller Energiesysteme.
- Erarbeitung einer klaren und strukturierten Dokumentation der Modelle und Ergebnisse.
Bei exzellenter Bearbeitung besteht die Möglichkeit, die Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Kontext (z. B. Konferenz oder Fachjournal) zu veröffentlichen.
Voraussetzungen:
- Grundkenntnisse in Energiesystemmodellierung und Optimierung.
- Erfahrung in der Programmierung mit Python, idealerweise mit dem FINE-Package.
- Interesse an interdisziplinären Fragestellungen an der Schnittstelle von Technik, Wirtschaft und Ökologie.
Art:
- Studienarbeit(Master)
- Masterarbeit
Fachrichtungen: Maschinenbau, Nachhaltige Energietechnik, Umweltingenieurswesen
Begin der Arbeit: sofort
Zuletzt geändert: 26.05.2025
