Für die städtische Energieversorgung hat sich seit Jahrzehnten die zeitgleiche Erzeugung elektrischer und thermischer Energie in der sogenannten Kraft-Wärme-Kopplung etabliert. Im Vergleich zur separaten Erzeugung erlaubt diese Kopplung eine verhältnismäßig effiziente Energieumwandlung. Andererseits stellt diese Eigenschaft häufig auch eine Begrenzung für das Versorgungssystem dar, weil thermische und elektrische Leistungsabgabe nicht vollständig getrennt voneinander eingestellt werden können. Es besteht also eine unerwünschte technische Abhängigkeit der Leistungslieferungen.
Nehmen etwa mit der Zeit städtische Wärmebedarfe wegen Dämmung und Neubau ab oder fallen durch den Zubau Erneuerbarer Energien zeitweise die Vergütungen für elektrische Energie, dann wird ein System benötigt, das flexibel die thermische und elektrische Leistungsabgabe einstellen kann. Bei signifikanten Veränderungen kann dann sogar die grundsätzliche Anpassung der Erzeugungskapazitäten notwendig werden.
In dieser Arbeit wird hierzu ein innovatives technologieneutrales Managementkonzept erarbeitet, das die sukzessive Anpassung von Erzeugungskapazitäten erlaubt. Hierauf aufbauend werden Methoden entwickelt, um die Flexibilität von auf diese Weise neu entwickelten Energiesystemen präzise bestimmen zu können. Hierdurch werden technische Möglichkeiten und Grenzen des flexiblen Anlageneinsatzes ermittelt und diskutiert. Um zukünftig möglicherweise notwendige Anpassungen gezielt vornehmen zu können, wird der Flexibilitätsbeitrag einzelner Systembestandteile inklusive Fernwärmesystemen vergleichend eingeordnet. Die Auswertungen der Gesamtflexibilität bestätigen die Möglichkeiten der vollständigen Entkopplung von Strom- und Wärmelieferung trotz eingeschränkter Flexibilität der Einzelsysteme.
Aktualisiert: 2020-01-27
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