Erarbeitung neuer Strategien zur Optimierung komplexer Systeme;Entropie;Information und Komplexitaetsmasse, Analyse komplexer Zeitserien mit Anwendungen auf biologische, oekologische und meteorologische Systeme, Anwendung von Methoden der optimalen Steuerung auf die Kontrolle und Optimierung komplexer Systeme
Die Umrüstung städtischer Lichtsignalanlagen durch energieeffiziente LED-Beleuchtung startete 06.2020 und wurde Ende 2021 abgeschlossen. Dadurch sind nachfolgend mehr als 50% der Treibhausgasemissionen einsparbar, also auch finanzielle Einsparpotentiale erzielt. Durch die neue Steuer- und Regelungstechnik wird zusätzlich eine Optimierung der Lichtsignalanlagen erreicht.
Minderung der Umweltbelastung durch Minderung des Brennstoffverbrauches durch Anwendung der fernsteuerbaren Einzelraum-Temperaturregelung und der fernschaltbaren Einzelraumlueftung bei zentralen Heizungs- und Lueftungsanlagen. 'Elastische Heizung' - 'Elastische Lueftung'. Erforschung der Energieeinsparungsquoten durch einfachste Schaltung von Rohrnetz und Heizkoerperventilen, die zentral oder dezentral, manuell oder programmiert ferngesteuert werden. Dadurch nutzungsgerechter Heizungsbetrieb jedes einzelnen Raumes. Temperatur exakt geregelt. Vermeidung von Ueberheizungen, Nutzung von Waermegewinn aus Umwelt, Sonneneinwirkung, Geraete-, Beleuchtungs- und Personenwaerme zur Waermebedarfsdeckung der einzelnen Raeume. In gleicher Weise Lueftungsbetrieb fuer die einzelnen Raeume schaltbar entsprechend der Nutzungszeiten. Keine unnoetige Lufttransporte, keine unnoetige Luftaufheizung oder Luftkuehlung. Kein Raum wird unnoetig beheizt oder belueftet.
Zur Versorgung des Forschungsgelaendes Garching der Technischen Universitaet Muenchen wird eine Gasturbine eingesetzt, die nach dem Cheng-Prozess arbeitet: aus der Abwaerme der Gasturbinenabgase wird Dampf erzeugt, der entweder den Waermebedarf deckt, oder aber - bei erhoehtem Bedarf an elektrischer Energie - in der Gasturbine entspannt wird. Mittels dieser Dampfinjektion in die Gasturbine kann die elektrische Leistung in zwei Minuten um 50 Prozent, d.h. von 4 MWe auf 6 MWe erhoeht werden. Um das Potential dieser Flexibilitaet ausnutzen zu koennen, ist ein Online-Steuerungsprogramm erforderlich. Dieses ermittelt den optimalen Betriebspunkt mittels der GGLP-Methode (Gemischt Ganzzaehlig Lineare Programmierung) und setzt den gefundenen Betriebspunkt ueber ein neuronales Netz um. Derzeit findet eine Weiterentwicklung und Erprobung dieses Online-Steuerungsprogramms in der Anlage statt.
Das Forschungsvorhaben ist Teil eines Verbundprojektes mit dem Titel 'Bessere Ausnutzung von Fernwaermeanlagen', das vom BMBF und sieben deutschen Fernwaermebetreibern finanziert wird. Ziel des Verbundprojektes ist es, Methoden und Software zu entwickeln, um den laufenden Betrieb einer Fernwaermeanlage so zu steuern, dass die wirtschaftlich guenstigste Loesung hinsichtlich Waermeerzeugung und Verteilung erreicht wird. Die fuer die Betriebsoptimierung erforderlichen Regeleingriffe der Steuertechnik und Leittechnik fuehren zu hydraulisch und thermisch instationaeren Zustaenden in der Anlage. Beispiele fuer optimierte Fahrvorschlaege sind: - gleitende Netzfahrzweisen, - Lastumlagerung zwischen Erzeugeranlagen, Nutzung industrieller Abwaerme, - Netzspeicherung, Netztrennung. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das instationaere Regelverhalten von Fernwaermenetzen zu analysieren. Das Regelverhalten eines Fernwaermenetzes ist die Reaktion des Netzes und seiner regelbaren Komponenten auf planmaessige Betriebsaenderungen und Stoerfaelle. Die hierfuer erforderliche Modelltechnik, einschliesslich der numerischen Methoden, wird im Rahmen des Projektes weiterentwickelt und in Software umgesetzt.
Bisher haben energetische Gesichtspunkte beim Betrieb von Stellantrieben nur eine nebengeordnete Rolle gespielt. Die große Zahl von Einsatzfällen lässt sie jedoch zu einer nicht mehr zu vernachlässigenden Größe für mögliches Energieeinsparpotential bei der Wandlung von elektrischer in mechanische Energie werden. Das Vorhaben setzt an den Vorzügen energieoptimaler Bewegungssteuerung und wendet sie weit konsequenter als bisher zum Downsizing von Baugrößen rotierender und linearer Stellmotoren an, indem die geometrischen Wachstumsgesetze z.B. für Effektivmoment und Trägheitsmoment für eine weitere Energieeinsparung genutzt werden und sich zu einer Downsizingschleife entwickeln lassen. Deshalb ist es das Ziel des Vorhabens, die Anwendbarkeit der oben beschriebenen Downsizing-Schleife unter Berücksichtigung aller relevanter Verlustleistungsquellen qualitativ und quantitativ in Theorie und im Experiment nachzuweisen, die Anwendungsfelder auch unter Einbeziehung motornaher energieoptimaler Steuerverfahren (lastabhängige Feldschwächung) abzustecken und den Einfluss von betriebsmäßigen Begrenzungen zu klären. Die Erkenntnisse sollen ausgehend vom starren auf schwingungsfähige mechanische Antriebssysteme übertragen werden, wobei die transiente Energiespeicherung im Feder-Masse System ausgenutzt werden soll.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 4121 |
| Kommune | 7 |
| Land | 152 |
| Weitere | 27 |
| Wirtschaft | 16 |
| Wissenschaft | 975 |
| Zivilgesellschaft | 242 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 4103 |
| Text | 78 |
| Umweltprüfung | 14 |
| unbekannt | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 105 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 4094 |
| Englisch | 354 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Bild | 18 |
| Dokument | 102 |
| Keine | 1787 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 2326 |
| Topic | Count |
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| Boden | 2200 |
| Lebewesen und Lebensräume | 2285 |
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