Entwicklung von Modellen zur speichergestützten Versorgung mit regenerativen Energien in Inselnetzen

1. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Auslegung von regenerativ betriebenen Versorgungssystemen als Inselnetz unter Verwendung von Energiespeichern vorgestellt. Basis für die Auslegung sind statistische Modelle der Leistungsprofile von Verbrauchern und Erzeugern sowie Modelle von Netz, Speichern und weiteren Komponenten, beispielsweise Dieselgeneratoren. Die am Versorgungssystem beteiligten Komponenten sind dabei modular und skalierbar gehalten, wirtschaftliche Parameter sind mittels Kostenmodellen hinterlegt. Die Auslegung der Versorgungssysteme wird mithilfe einer Optimierungssoftware umgesetzt, die die Gesamtkosten des Versorgungssystems minimiert. ... mehr
2. Die Validierung der mit den statistischen Modellen erzeugten Leistungsprofile wurde anhand von Messungen aus zwei realen Versorgungsgebieten vorgenommen. Die Abweichungen der synthetischen Leistungsprofile zu den Messungen fielen dabei gering aus. Die mit der Optimierungssoftware gefundene Auslegung der Systemkomponenten wurde mittels eines dafür geschriebenen Scripts überprüft. Dabei konnten für die untersuchten Systeme eine ausreichend große Dimensionierung der Systemkomponenten festgestellt werden. Der Vergleich der angenommenen Systemkosten vor der Optimierung mit den Kosten der optimierten Systeme zeigt, dass regenerativ betriebene Inselsysteme mit Speichern mit den getroffenen wirtschaftlich sind.

1. This dissertation presents a method for the configuration of renewably powered energy supply systems as isolated grids backed by energy storage technology. The basis for the configuration process are statistical models used to generate the profiles of power consumption and generation as well as models for the grid, energy storage and further components, for example diesel generators. The energy supply system components are kept modular and scalable and are made economically quantifiable through the implementation of cost models. The configuration itself is achieved using an optimization software which minimizes the overall system costs. ... mehr
2. Power consumption and generation profiles produced with the above mentioned models are validated through comparison with measurements taken from two different existing energy supply areas. The thereby found deviation between synthetic and measured profiles is marginal. The system configuration calculated by the optimization software is examined with a script specifically developed for this purpose. The systems analyzed showed sufficient dimensioning of all system components. Comparison of the assumed system costs before the optimization process with the costs of the optimized systems show the economic viability of renewably powered storage based isolated grid systems when using current economic parameters for the system components.