Kopplungsmodelle - Mathematischer Hintergrund der Sektorenkopplung

Abstract

Für moderne Gesellschaften ist zuverlässige Bereitstellung von Energiedien­stleistungen in Form von Elektrizität und Wärme in Industrie- und Wohnsek­toren unverzichtbare Basis. Derzeit erfüllen energietechnisch ausgereifte Anla­gen diese Anforderung mit hoher Effizienz. Weitere Möglichkeiten zur Steigerun­gen der Effizienz liegen im zeitlich optimalen Zusammenspiel von Bedarf und Bereitstellung der Energiedienstleistungen. Die Sektorenkopplung verfolgt diese Zielstellung mit großem öffentlichen Interesse. Der vorliegende Artikel enthält Vorschläge für die Modellierung, Simulation und Optimierung von Systemen der gekoppelten Sektoren. Diese Methoden gestatten in Kombination mit entsprechenden Algorithmen prozessbegleitend simultan-optimierte Fahrweisen sowie langfristige Planungen. Die Methode der unterbestimmten Kopplungsbilanzen ist Werkzeug für die Konzipierung neuer Energiesysteme sowie für die Erweiterung vorhandener En­ergiesysteme und ist besonders wichtiges Werkzeug für Wärmeplanungen. Erhöhtes Augenmerk wird im Artikel dem Thema „Speicher" gewidmet. Bezüglich ihres Einsatzes existieren zwei Speichertypen, Ausgleichsspeicher und Reservespeicher. Mit den vorgeschlagen Modellen ist es möglich, Nutzen und Aufwand beider Speicher zu analysieren.