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The EGU Journal of Renewable Energy Short Reviews (EGUJRenEnRev) is a teaching project rather that a regular scientific journal. To publish in this journal, it is a premise to take part in the master course wind power, hydro power and biomass usage at the faculty of Energy, Building Services and Environmental Engineering of the Münster University of Applied Sciences.
Students receive an equivalent of 2.5 credit points (European Credit Transfer and Accumulation System - ECTS) for their engagement in the course and for publishing a short review article of at most 3000 words in this periodical. The publication process closely mimics the typical publication procedure of a regular journal. The peer-review process, however, is conducted within the group of course-participants.
Although being just an exercise, we think that publishing the outcome of this course in a citable manner is not only promoting the motivation of our students, but may also be a helpful source of introductory information for researchers and practitioners in the field of renewable energies. We encourage students to write their articles in English, but this is not mandatory. The reader will thus find a few articles in German language. To further encourage students practicing English writing, perfect grammar is not part of the assessment.
We especially thank our students for working with LaTeX on Overleaf, although LaTeX is new to some of them. In this way, the editorial workload was reduced to a minimum. We also thank our students for sharing their work under the creative commons attribution licence (CC-BY). I appreciate their contribution to scientific information, being available to every person of the world, almost without barriers. I also thank the corresponding authors and publishers of the cited work, for granting permission to reuse graphics free of charge. All other figures had to be replaced or removed prior to publication.
Energiespeicher stehen heute als einer, wenn nicht als der kritische Baustein eines zukünftig möglichst klimaneutralen Energiesystems im Fokus der Diskussion. Die Diskussion bzgl. der Vor- u. Nachteile von netzgekoppelten Energiespeichern ist bisher sehr vielschichtig, die daraus resultierende Bewertung von Anwendungen und Technologien häufig schwer vergleichbar. Der „Wert“ wird hierbei sowohl ökonomisch (als „Erträge“) als auch ökologisch (als „Vorteile“ wie beispielsweise CO2-Minderung) sowie systemisch diskutiert. Ziel dieses VDI-Statusreports ist es, das Wissen – bezüglich des „Werts“, aber auch bezüglich der ökologischen Auswirkungen – aus vorhandenen Studien so aufzubereiten und zusammenzufassen, dass auch Nicht-Fachleute (Politik, Öffentlichkeit, Journalismus) objektive Fakten für die Diskussion erhalten.
Programmierung von Open Source Software in der Energiewirtschaft nimmt seit Beginn der 2000er stetig zu. Dies gilt sowohl für den Bereich der Forschung und Entwicklung, als auch für die Industrie und Wirtschaft. So werden beispielsweise Modelle zur Planung und Optimierung von Energiesystemen umgesetzt. Eine Open Source Veröffentlichung ist in diesem Forschungsfeld besonders wichtig, um die Überprüfbarkeit von Modellannahmen sowie der Vergleichbarkeit verschiedener Modellansätze zu garantieren. Einer Open-Source Veröffentlichung stehen jedoch häufig die Hürden von hohem Fristendruck, fehlender Finanzierung und fehlendem Detailwissen der Publizierenden entgegen. Deshalb bleiben diese Softwareprodukte meist im Entwurfsstadium und sind daher schwierig wieder zu verwenden.
Mithilfe des neu erarbeiteten Schritt-für-Schritt Leitfadens zur standardisierten Implementierung einer Open Source Software, wird die Hürde und der zeitliche Aufwand zur Standardisierung von Open Source Repositories weitestgehend reduziert. Hierbei wird für jedem Bestandteil des zu standardisierenden Repositorys eine umfassende Erklärung der üblichen Standards sowie eine Empfehlung für unterstützende Softwarelösungen ausgesprochen.
Der Leitfaden orientiert sich an den aus der ISO 12207 resultierenden Phasen des Softwarelebenszyklus und ermöglicht einen Einstieg zu jedem Entwicklungsstand der Software. Seine grafische Aufbereitung in Form eines Prozessablaufplans erleichtert die Einschätzung des individuellen Status der Standardisierung eines vorliegenden Open Source Projektes. Als Treiber der Standardisierung eines Open Source Projektes sind insbesondere die bessere Lesbarkeit, Wartbarkeit und Testbarkeit der standardisierten Open Source Software wichtig.
Bei der Anwendung auf das bereits bestehende Open Source Projekt des Spreadsheet Energy System Model Genarators fiel auf, dass ein verspäteter Einstieg in ein systematisches Vorgehen (wie er mit dem Leitfaden dieser Arbeit gegeben wird) zu erheblichen Mehraufwand bei der Standardisierung führen kann. Dennoch konnten im Zuge der Umsetzung des erarbeiteten Leitfadens weitreichende Verbesserungen des Projektes vor dem Hintergrund der Standardisierung erreicht werden (z. B. Versionierung & Wartbarkeit).
Insgesamt lässt sich festhalten, dass eine frühestmögliche Standardisierung der Open Source Repositories durchgeführt werden sollte, um spätere Mehrarbeit zu vermeiden und die frühstmögliche Wiederverwendbarkeit für Dritte zu gewährleisten.
Blockheizkraftwerke
(1992)
Blockheizkraftwerke
(1995)
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 Möglichkeit, ein Energiesystem hinsichtlich der Kosten und der Treibhausgas (THG)- Emissionen zu optimieren. Gleichzeitig ergibt sich aus der Energiewende und angestrebten THG-Neutralität ein akuter Handlungsbedarf. Dies gilt auch für 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 Lösungsansätze hierzu entwickelt werden.
Diese Arbeit basiert auf der ESM einer realen Kaserne. Es kann das Urban District Upscaling Tool zur Erstellung der für den SESMG benötigten Modelldefinition verwendet werden. Die Open-Source Datenbank SESMG-Data, kann automatisch die benötigte Standard Parameter Tabelle mit zugehörigem Bericht generieren. Weiterhin wurde ein Energieaustauschmodell vorgestellt, das den Energieaustausch zwischen Kasernen eines Bilanzkreises ermöglicht. Ein Fokus liegt auf der Abbildung zukünftiger Ausbaupläne.
Dazu wurden kasernenspezifische Gebäudeprofile entwickelt, die gemittelte spezifische Energiebedarfe und weitere Parameter zur Berechnung der Wand-, Fenster-, und Dachfläche enthalten. Der spezifische Wärmebedarf kann durch einen Faktor an die Baualtersklasse angepasst werden. Mit Hilfe statistischer Kennwerte lässt sich ein geeignetes Standardlastprofil für verschiedene Gebäudeprofile auswählen. Zur Reduktion der Komponenten im Energiesystemoptimierungsmodell (ESOM) können die Dachflächenpotenziale von Photovoltaikanlagen zusammengefasst werden. Da Kasernen nur eine Bilanzgrenze besitzen, können zudem auch die Strombedarfe der einzelnen Gebäude zusammengefasst werden. Damit lassen sich gleichzeitig dezentrale Batteriespeicher als Komponente des ESOMs ausschließen. Die Potenzialflächen von Erdwärmepumpen können zusammengefasst werden, wobei Abstands- und Belastbarkeitsgrenzen eingehalten werden müssen.
Kasernen verfügen häufig über Bestandswärmenetze, die im ESOM gesondert berücksichtigt werden müssen. Um dieses Bestandswärmenetz abzubilden, können die Verteilleitungen manuell nachgezeichnet werden und in einer Vormodellierung mit dem SESMG mit geringeren Kosten angesetzt werden. Die in dieser Arbeit entwickelten Methoden sind allgemeingültig für Kasernen. Die Übertragbarkeit der kasernenspezifischen Gebäudeprofile ist aufgrund der unterschiedlichen Nutzung von Kasernen nur eingeschränkt möglich. Der bestehende Modellierungsprozess wurde um kasernenspezifische Prozessschritte erweitert und visualisiert. Zukünftige Modellierungen von Kasernen können zur Validierung der Ergebnisse und für weitere Anpassungen, wie z. B. die Erstellung einer kasernenspezifischen Datenbank, genutzt werden.
The energy demand of the residential sector contributed to about 29 % of Germany’s final energy consumption in 2020. For the planning and optimization of energy systems, an understanding of the temporal energy consumption is necessary. This paper discusses tools for estimating these load profiles. Load profiles for electricity, space heating and domestic hot water (DHW) are investigated. A total of ten tools were applied. It turns out that the selected load profiles are dependent on the field of application. Load profiles influence the results of energy system modeling and therefore it is important to differentiate load profile tools. Standardized load profiles are well suited when a large number of buildings are considered. Stochastic load profiles, behavioral load profiles and the reference load profiles are well suited for building-specific simulations. Physical load pro- files are well suited for single building models, but as soon as several buildings are considered, the input effort for a sufficient accuracy is high.
Traditionelle, lineare Energiesysteme werden zunehmend zu vernetzten, regenerativen Energiesystemen transformiert. Mit dem auf dem „Open Energy Modelling Framework” (oemof) basierenden „Spreadsheet Energy System Model Generator” (SESMG) wurde ein Tool entwickelt, welches die Komplexität und Wechselwirkungen moderner Energiesysteme auf urbaner Ebene automatisiert abbildet. Zur Erstellung individueller Energiesystemmodelle sind ausschließlich quartiersspezifische Parameter notwendig, technische und wirtschaftliche Parameter sind standardmäßig hinterlegt. Mit Hilfe von Algorithmen werden Energieversorgungsszenarien identifiziert, welche individuell definierte Zielgrößen (z. B. monetäre Kosten oder Treibhausgasemissionen) minimieren. Durch die implementierten Methoden zur Modellvereinfachungen können auch mit begrenzten Rechenressourcen (insb. Rechenzeit und Arbeitsspeicherbedarf) große Systeme modelliert und optimiert werden. Die Zielszenarien werden als Diagramme und für die Weiterverarbeitung mit Geoinformationssystemen aufbereitet, sodass die Ergebnisse analysiert, plausibilisiert und präsentiert werden können.
DIN 1986-100 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke / Arbeitsausschuss des NA 119-05-02 AA
(2016)
Gefährdungsanalysen in der Praxis, CEGA – Congress für Experten der TGA am 29.11.2016 in Baden-Baden
(2016)
Der Anschluss privater Schmutzwasserleitungen an Regenwasserkanäle und die Verknüpfung der Schmutzwasserkanalisation mit der Regenwasserkanalisation führen zu nennenswerten Stoffeinträgen in die Gewässer. Belastbare Zahlen zu den Größenordnungen von Fehleinleitungen und der daraus resultierenden Ge-wässerbelastung fehlen bislang. Im Rahmen des Forschungsvorhabens DETEK-T der FH Münster und der Dr. Pecher AG wurden Detektionsmöglichkeiten unter-sucht und Strategien zur Beseitigung der Fehlanschlüsse erarbeitet. Aus den bisherigen Ergebnissen wird der Frachteintrag für den Parameter CSB in NRW abgeschätzt.
Biogaserzeugung und -nutzung
(2016)