Integration in die Lehre

Seit vielen Jahren wird TOP-Energy® an der RWTH Aachen University im Rahmen des Ringlabors, ergänzend zur Vorlesung “Alternative Energietechniken”, eingesetzt. Das Ringlabor ist eine gemeinsame Veranstaltung mehrerer Institute der RWTH und findet jedes Sommersemester statt. Ungefähr 100 Studierende rotieren in Gruppen zu jeweils ca. 10 Personen wöchentlich durch die verschiedenen Versuche der Institute. Einer dieser Versuchsorte ist der Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT). Mit Unterstützung von TOP-Energy® werden dort im Rahmen des Ringlabors industrielle Energiesysteme unter Einbindung von regenerativen Quellen simuliert. Mit Hilfe der Online-Dokumentation und Tutorials arbeiten sich die Teilnehmer im Voraus in die Software ein. Im Versuch selbst werden die Aufgaben aus dem Skript (siehe unten) in Kleingruppen von 2-4 Personen bearbeitet und im Anschluss in Form eines Protokolls ausgewertet.

Hohe Relevanz von Simulationswerkzeugen in der Praxis

Die fortschreitende Dezentralität und Vernetzung in der Energieversorgung stellt eine komplexe Herausforderung für Ingenieurbüros, Contracting- und Consulting-Unternehmen dar, um Potentiale zur Senkung von Energiekosten, Primärenergieverbrauch und CO2-Emissionen aufzudecken.

In der Praxis erfolgt die Anlagenauslegung in der Konzeptphase meist über vereinfachte Abschätzungen wie beispielsweise mittels geordneter Jahresdauerlinien. Insbesondere bei komplexen Systemen wie z. B. Systemen mit Speichern und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) geraten konventionelle Auslegungsmethoden jedoch schnell an ihre Grenzen: Die Interdependenz zwischen verschiedenen Versorgungs- und Bedarfsstrukturen sowie der zeitliche Verlauf können nur unzureichend berücksichtigt werden. Zeitabhängige Simulationsumgebungen ermöglichen viel genauere Analysen zur Auslegung und Bewertung von Versorgungsvarianten.

Abbildung 1: Ist-Fall der Energieversorgung eines beispielhaften Industrieunternehmens

Wirtschaftlicher und Ökologischer Variantenvergleich zum Ziel

Ziel des Ringlabors ist es die Vorzüge und Arbeitsweise moderner Modellierungs- und Simulationssoftware kennen zu lernen. Am Beispiel eines lokalen Recyclingunternehmens sollen konkrete Maßnahmen zur Verbesserung der energetischen Infrastruktur untersucht werden. Die Studierenden erstellen auf Basis eines zur Verfügung gestellten Ist-Zustandes verschiedene Versorgungsvarianten und bewerten diese anhand wirtschaftlicher und ökologischer Kennwerte wie Kapitalwert, Amortisationszeit und CO2-Emissionen. Am Ende ist auf Basis der Simulationsergebnisse eine Handlungsempfehlung auszusprechen. TOP-Energy® überzeugt dabei durch fundierte thermodynamischen Berechnungen und eine kurze Einarbeitungszeit.

Inhalte: Einführung in die Simulation und den Bewertungskriterien von Energiesystemen. Beschreibung des Ist-Falls einschließlich der Bedarfs-, Erzeugungs- und Tarifstruktur gefolgt von der Aufgabenstellung.

Ersteller: Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT), RWTH Aachen; Stand: 20. April 2017

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Ansprechpartner: André Bardow, Institutsdirektor am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT)
Telefon: +49 241 80 95380

E-Mail: andre.bardow@ltt.rwth-aachen.de