Modellierung und Analyse eines Energiesystems unter gemeinsamer Betrachtung von Strom und Wärme

In dieser Arbeit wird das Energiesystem des Fraunhofer Instituts für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal ganzheitlich mit der Simulationssoftware OpenModelica modelliert, was auch die Modellierung aller Komponenten in einer geeigneten Komplexität beinhaltet. Der Fortschritt im Vergleich zu vorangegangenen Arbeiten liegt dabei in der Modellierung des Zusammenspiels zwischen der Stromseite und Wärmeseite inklusive der detailgetreuen Modellierung der Steuerung, was am ICT
bisher nicht vorlag. Das System und die Modellierung werden beschrieben sowie das entwickelte Modell wird mit realen Messwerten des Jahres 2023 validiert. Im Hinblick auf bereits getätigte und geplante Investitionen im Bereich der Erneuerbaren Energien, werden anhand der drei übergeordneten Zielgrößen Energieautarkie, Treibhausgasemissionen und der Kostenbetrachtung in einer Experimentreihe Referenzsysteme identifiziert. Diese Referenzsysteme bilden die Grundlage einer Systemanalyse, um tiefere Erkenntnisse über das Energiesystem des ICT zu gewinnen.

In this work, the energy system of the Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT) in Pfinztal is modelled holistically with the simulation software OpenModelica, which also includes the modelling of all components in a suitable complexity. The progress compared to previous work lies in the modelling of the interaction between the electricity side and the heat side, including the detailed modelling of the control system, which was not previously available at the ICT. The system and the
modelling are described, and the developed model is validated with real measured values from 2023. With regard to existing and planned investments in the field of renewable energies, reference systems are identified in a series of experiments based on the three overarching target variables of energy self-sufficiency, greenhouse gas emissions and cost considerations. These reference systems form the basis of a system analysis in order to gain deeper insights into the ICT energy system.