Energie · Gebäude · Umwelt (EGU)
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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.
The Educational Journal of Renewable Energy Short Reviews (EduJRESR, formally published as `EGU Journal of Renewable Energy Short Reviews') is a teaching project rather than 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 department 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). We appreciate their contribution to scientific information, being available to every person of the world, almost without barriers. We 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.
The Educational Journal of Renewable Energy Short Reviews (EduJRESR, formally published as ‘EGU Journal of Renewable Energy Short Reviews’) is a teaching project rather than 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 department 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 3 000 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). We appreciate their contribution to scientific information, being available to every person of the world, almost without barriers. We also thank the corresponding authors and publishers of the cited work, for granting permission.
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.
On Obligations in the Development Process of Resilient Systems with Algorithmic Design Methods
(2018)
Algorithmic Design and Resilience Assessment of Energy Efficient High-Rise Water Supply Systems
(2019)
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.
Heating networks are highly relevant for the achievement of climate protection goals of urban energy systems. This is due to their high renewable energy potential combined with high plant efficiency and utilization rates. For the optimal integration and sector coupling of heating networks in holistic urban energy systems, open source energy system modeling tools are highly recommended. In this contribution, two open source approaches (the "Spreadsheet Energy System Model Generator"-integrated DHNx-Python module (DHNx/SESMG) and Thermos) are theoretically compared, and practically applied to a real-world energy system. Deviations within the results can be explained by incorrectly pre-defined parameters within Thermos and cannot be adjusted by the modeler. The simultaneity is underestimated in the case study by Thermos by more than 20%. This results in undersized heating plant capacities and a 50% higher number of buildings connected to the network. However, Thermos offers a higher end-user usability and over 100 times faster solving. DHNx/SESMG, in contrast, offers the possibility to adjust more model parameters individually and consider multiple energy sectors. This enables a holistic modeling of urban energy systems and the model-based optimization of multi-sectoral synergies.
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.