Energieeinsatzoptimierung multimodaler Energieversorgungssysteme - Interactive curriculae of TU Ilmenau

• Ingenieurwissenschaftliches Grundstudium
• Grundlagen der Elektrotechnik, Mathematik
• Energieeinsatzoptimierung - Grundlagen

Kennenlernen

• Versorgugnsmedien- und sektorenübergreifende Energiesysteme
• Methoden zur Energieprognose:
• Energiebedarfsprognose für die Energieversorgung mit Strom, Gas, Wärme/Kälte
• Fluktuierende Einspeisungen von Windkraftanlagen und PV-Anlagen
• Zeitreihenanalysemethoden zur Identifikation der charakteristischen Eigenschaften und exogenen Einflussgrößen
• Modellbildung: Entwurf und Konzeption von Vorhersagemodellen, deterministische und stochastische Zeitreihenmodelle, Analytische Modelle (Ein- und Ausgangsmodelle, Zustandsmodelle), Linguistische Modelle (z.B. Fuzzy-Modelle), Konnektionistische Modelle (z.B. KNN)
• Methoden zur Modellvalidierung und -interpretation
• Methoden zur Energieeinsatzoptimierung:
• Optimierungsverfahren und deren Anwendungsgebiete
• Erstellung der Optimierungsaufgabe
• Identifikation der Problemstellung, Festlegung des Bilanzraumes
• Identifikation der Optimierungsgrößen und der Randbedingungen
• Modellierung von Optimierungsaufgaben
• Szenarien- und Variantenrechnung

Erwerb von Kompetenzen

• Einsatz der kennengelernten Methoden zur Zeitreihenanalyse und Zeitreihenprognose
• Aufstellen von Stoff- und Energiebilanzen und Ermittlung der ökologischen und ökonomischen Randbedingungen
• Auswahl und Anwendung von Verfahren zur Energieeinsatzoptimierung
• Selbstständige Durchführung von Zeitreihenanalysen und Ableitung von Prognosemodellen
• Eigenständige Erstellung, Modellierung und Aufbau von Optimierungsmodellen
• Praktische Befähigung durch rechnergestützte Übungen zur Energieprognose und zur Energieeinsatzoptimierung

Energieeinsatzoptimierung für multimodale Energiesysteme: Versorgungsmedien- und sektorenübergreifende Energiesysteme, Zeitreihenanalyse- und -prognose: Mathematische Methoden zur Analyse und Identifikation von linearen und nichtlinearen Energiezeitreihen (Bedarf, und Erzeugung), Erstellung geeigneter Prognosemodelle und Methoden zur Bewertung der Prognosegüte; Verfahren zur Energieeinsatzoptimierung: Linear, gemischt ganzzahlig und nichtlinear; Vorgehensweise zur Modellierung und Erstellung von mathematischen Optimierungsaufgaben; Übungen zur Energieprognose und zur Energieeinsatzoptimierung

Vorlesungsfolien, Tafelbilder

•  Jürgen Wernstedt: „Experimentelle Prozessanalyse“; Verlag Technik, Berlin
• R. Schlittgen; B. Streitberg: „Zeitreihenanalyse“, R. Oldenbourg Verlag GmbH, München
• Lothar Sachs: „Angewandte Statistik – Anwendung statistischer Methoden“, 9. Auflage, Springer-Verlag,
• J. Frederic Bonnans, J. Charles Gilbert, Claude Lemarechal, Claudia A. Sagastizabal: „Numerical Optimization“, Springer,
• Bazaraa, Sherali, Shetty: „Nonlinear Programming: Theory and Algorithms“, Wiley
• Luenberger: Linear and Nonlinear Programming, Addison-Wesley
• Hans-Jürgen Zimmermann: Operations Research Methoden und Modelle. Für Wirtschaftsingenieure, Betriebswirte und Informatiker., Friedrich Vieweg & Sohn Verlag | GWV Fachverlage GmbH