@masterthesis{Blankenstein2024,
  type      = {Bachelor Thesis},
  author    = {Blankenstein, Benjamin},
  title     = {Energiesystemmodellierung von Kasernen},
  doi       = {10.25974/fhms-17814},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:836-opus-178144},
  school      = {FH M{\"u}nster - University of Applied Sciences},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die Planung urbaner Energiesysteme wird durch die zunehmende Verbreitung sektorgekoppelter Technologien und neuer Verbrauchssektoren immer komplexer. Klassische Planungsmethoden kommen an ihre Grenzen. Die Energiesystemmodellierung (ESM) bietet eine M{\"o}glichkeit, ein Energiesystem hinsichtlich der Kosten und der Treibhausgas (THG)- Emissionen zu optimieren. Gleichzeitig ergibt sich aus der Energiewende und angestrebten THG-Neutralit{\"a}t ein akuter Handlungsbedarf. Dies gilt auch f{\"u}r die 1 500 Kasernen in Deutschland. Im Rahmen dieser Arbeit werden der bestehende Modellierungsprozess des Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG) erweitert, indem Herausforderungen der Modellierung und Optimierung von Kasernen identifiziert und L{\"o}sungsans{\"a}tze hierzu entwickelt werden. Diese Arbeit basiert auf der ESM einer realen Kaserne. Es kann das Urban District Upscaling Tool zur Erstellung der f{\"u}r den SESMG ben{\"o}tigten Modelldefinition verwendet werden. Die Open-Source Datenbank SESMG-Data, kann automatisch die ben{\"o}tigte Standard Parameter Tabelle mit zugeh{\"o}rigem Bericht generieren. Weiterhin wurde ein Energieaustauschmodell vorgestellt, das den Energieaustausch zwischen Kasernen eines Bilanzkreises erm{\"o}glicht. Ein Fokus liegt auf der Abbildung zuk{\"u}nftiger Ausbaupl{\"a}ne. Dazu wurden kasernenspezifische Geb{\"a}udeprofile entwickelt, die gemittelte spezifische Energiebedarfe und weitere Parameter zur Berechnung der Wand-, Fenster-, und Dachfl{\"a}che enthalten. Der spezifische W{\"a}rmebedarf kann durch einen Faktor an die Baualtersklasse angepasst werden. Mit Hilfe statistischer Kennwerte l{\"a}sst sich ein geeignetes Standardlastprofil f{\"u}r verschiedene Geb{\"a}udeprofile ausw{\"a}hlen. Zur Reduktion der Komponenten im Energiesystemoptimierungsmodell (ESOM) k{\"o}nnen die Dachfl{\"a}chenpotenziale von Photovoltaikanlagen zusammengefasst werden. Da Kasernen nur eine Bilanzgrenze besitzen, k{\"o}nnen zudem auch die Strombedarfe der einzelnen Geb{\"a}ude zusammengefasst werden. Damit lassen sich gleichzeitig dezentrale Batteriespeicher als Komponente des ESOMs ausschließen. Die Potenzialfl{\"a}chen von Erdw{\"a}rmepumpen k{\"o}nnen zusammengefasst werden, wobei Abstands- und Belastbarkeitsgrenzen eingehalten werden m{\"u}ssen. Kasernen verf{\"u}gen h{\"a}ufig {\"u}ber Bestandsw{\"a}rmenetze, die im ESOM gesondert ber{\"u}cksichtigt werden m{\"u}ssen. Um dieses Bestandsw{\"a}rmenetz abzubilden, k{\"o}nnen die Verteilleitungen manuell nachgezeichnet werden und in einer Vormodellierung mit dem SESMG mit geringeren Kosten angesetzt werden. Die in dieser Arbeit entwickelten Methoden sind allgemeing{\"u}ltig f{\"u}r Kasernen. Die {\"U}bertragbarkeit der kasernenspezifischen Geb{\"a}udeprofile ist aufgrund der unterschiedlichen Nutzung von Kasernen nur eingeschr{\"a}nkt m{\"o}glich. Der bestehende Modellierungsprozess wurde um kasernenspezifische Prozessschritte erweitert und visualisiert. Zuk{\"u}nftige Modellierungen von Kasernen k{\"o}nnen zur Validierung der Ergebnisse und f{\"u}r weitere Anpassungen, wie z. B. die Erstellung einer kasernenspezifischen Datenbank, genutzt werden.},
  language  = {de}
}
@misc{TocklothKlemmBeckeretal.2024,
  author    = {Tockloth, Jan N. and Klemm, Christian and Becker, Gregor and Blankenstein, Benjamin and Vennemann, Peter},
  title     = {Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG)},
  series = {16. Steinfurter Bioenergiefachtagung - Tagungsband},
  journal   = {16. Steinfurter Bioenergiefachtagung - Tagungsband},
  doi       = {10.25974/fhms-17820},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:836-opus-178209},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die Transformation der Energiesysteme im Rahmen der Energiewende macht diese durch zus{\"a}tzliche Komponenten und Wechselwirkungen immer komplexer. Das {\"o}konomische und {\"o}kologische Potenzial, dass sich aus der Nutzung der Synergien dieser Komponenten ergeben kann, erfordert eine gemeinsame Betrachtung des gesamten Energiesystems hinsichtlich s{\"a}mtlicher Energie- und Verbrauchssektoren. Die Energiesystemmodellierung stellt eine geeignete Methode zur Modellierung und Optimierung dieser urbanen Energiesysteme dar. Mit dem „Spreadsheet Energy System Model Generator" (SESMG) hat die FH M{\"u}nster ein Open Source Tool entwickelt, das die Betrachtung urbaner Quartiere erm{\"o}glicht. Diese k{\"o}nnen hinsichtlich verschiedener Zielkriterien wie z. B. monet{\"a}ren Kosten und THG-Emissionen optimiert werden. Die tabellenbasierte Eingabe erfordert keine Programmierkenntnisse. Das implementierte Urban District Upscaling Tool erleichtert die effektive Modellierung auch gr{\"o}ßerer Systeme. Die automatisierte Ergebnisaufbereitung erm{\"o}glicht eine schnelle Analyse der Ergebnisse.},
  language  = {de}
}
@inproceedings{TocklothKlemmBeckeretal.2024,
  author    = {Tockloth, Jan N. and Klemm, Christian and Becker, Gregor and Blankenstein, Benjamin and Vennemann, Peter},
  title     = {Der Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG): Ein Tool zur Optimierung urbaner Energiesysteme},
  series = {16. Steinfurter Bioenergiefachtagung - Tagungsband},
  booktitle = {16. Steinfurter Bioenergiefachtagung - Tagungsband},
  pages     = {18 -- 19},
  year      = {2024},
  abstract  = {Der Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG) ist ein Werkzeug zur Modellierung und Optimierung von (urbanen) Energiesystemen. Der SESMG hat eine browserbasierte grafische Benutzeroberfl{\"a}che, eine tabellenbasierte Dateneingabe und eine ausf{\"u}hrliche Dokumentation, was einen einfachen Einstieg erm{\"o}glicht. Zudem erfordern die Installation und Anwendung keine Programmierkenntnisse. Im SESMG sind verschiedene Modellierungsmethoden implementiert, wie z. B. die Anwendung des Multi-Energie-System-Ansatzes, die multikriteriale Optimierung, modellbasierte Methoden zur Reduktion des Rechenaufwands sowie die automatisierte Erstellung von r{\"a}umlich hoch aufgel{\"o}sten Energiesystemmodellen. Somit k{\"o}nnen urbane Energiesysteme mithilfe des SESMGs mit vergleichsweise geringem Aufwand, aber unter Ber{\"u}cksichtigung einer Vielzahl von Parametern und Randbedingungen, modelliert und optimiert werden.},
  language  = {de}
}