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Dissertations / Theses on the topic 'Wärmepumpe'
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1
Hess, Tobias [Verfasser]. "Modellierung einer magnetokalorischen Wärmepumpe mit thermischen Dioden / Tobias Hess." Düren : Shaker, 2020. http://d-nb.info/1206855681/34.
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2
Faßnacht, Tillman J. [Verfasser]. "Moderne Regelungsansätze für Solarsysteme mit integrierter Wärmepumpe zur Gebäudeheizung / Tillman J. Faßnacht." Aachen : Shaker, 2015. http://d-nb.info/1080763422/34.
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3
Matics, Jens. "Modellierung einer Wärmepumpe als Komponentenmodell; 14. Arbeitstreffen "Simulation solarer Energiesysteme", Juni 2001." Gerhard-Mercator-Universitaet Duisburg, 2003. http://www.ub.uni-duisburg.de/ETD-db/theses/available/duett-04142003-144957/.
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4
Faßnacht, Tillman Johannes [Verfasser]. "Moderne Regelungsansätze für Solarsysteme mit integrierter Wärmepumpe zur Gebäudeheizung / Tillman J. Faßnacht." Aachen : Shaker, 2015. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-201601032038.
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5
Geue, Ingo [Verfasser]. "Entwicklung, ähnlichkeitstheoretische Skalierung und Untersuchung eines umschaltbaren Systems aus Stirlingmotor und Vuilleumier-Wärmepumpe zur dezentralen Hausenergieversorgung / Ingo Geue." München : Verlag Dr. Hut, 2012. http://d-nb.info/1028786468/34.
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6
Venzik, Valerius [Verfasser], and Burak [Akademischer Betreuer] Atakan. "Experimentelle Untersuchung des Fluideinflusses auf die Thermodynamik der Wärmepumpe: Kohlenwasserstoffe und deren Gemische / Valerius Venzik ; Betreuer: Burak Atakan." Duisburg, 2019. http://d-nb.info/1200352866/34.
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7
Hein, Philipp Sebastian. "On the efficient and sustainable utilisation of shallow geothermal energy by using borehole heat exchangers." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-232226.
Full textAbstract:
In the context of energy transition, geothermics play an important role for the heating and cooling supply of both residential and commercial buildings. Thereby, the increasingly and intensive utilisation of shallow geothermal resources bears the risk of over-exploitation and thus poses a future challenge to ensure the sustainability and safety of such systems. Particularly, the well-established technology of borehole heat exchanger-coupled ground source heat pumps is applied for the thermal exploitation of the shallow subsurface. Due to the complexity of the involved physical processes, numerical modelling proves to be a powerful tool to enhance process understanding as well as to aid the planning and design processes. Simulations can also support the management of thermal subsurface resources, planning and decision-making on city and regional scales. In this work, the so-called dual-continuum approach was adopted and enhanced to develop a coupled numerical model considering flow and heat transport processes in both the subsurface and borehole heat exchangers as well as the heat pumps’ performance characteristics, and including the relevant phenomena influencing the underlying processes. Beside the temperature fields, the efficiency and thus the consumption of electrical energy by the heat pump is computed, allowing for the quantification of operational costs and equivalent carbon-dioxide emissions. The model is validated and applied to a number of numerical studies. First, a comprehensive sensitivity analysis on the efficiency and sustainability of such systems is performed. Second, a method for the quantification of technically extractable shallow geothermal energy is proposed. This procedure is demonstrated by means of a case study for the city of Cologne, Germany and its implications are discussed<br>Im Rahmen der Energiewende nimmt die Geothermie eine besondere Rolle in der thermische Gebäudeversorgung ein. Die zunehmende, intensive Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen erhöht die Gefahr der übermäßigen thermischen Ausbeutung des Untergrundes und stellt damit eine wachsende Herausforderung für die Nachhaltigkeit und Sicherheit solcher Systeme dar. Zur Erschließung oberflächennaher geothermischer Energie wird insbesondere die etablierte Technologie Erdwärmesonden-gekoppelter Wärmepumpen eingesetzt. Aufgrund der daran beteiligten komplexen physikalischen Prozesse erweisen sich numerische Modelle als leistungsfähiges Werkzeug zur Erweiterung des Prozessverständnisses und Unterstützung des Planungs- und Auslegungsprozesses. Zudem können Simulationen zum Management thermischer Ressourcen im Untergrund sowie zur Planung und politischen Entscheidungsfindung auf städtischen und regionalen Maßstäben beitragen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde, basierend auf dem sogenannten ”dual-continuum approach” und unter Berücksichtigung des Einflusses der Wärmepumpe, ein erweitertes gekoppeltes numerisches Modell zur Abbildung der in Erdwärmesonden und dem Untergrund stattfindenden Strömungs- und Wärmetransportprozesse entwickelt. Das Modell ist in der Lage, alle relevanten Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Neben den Temperaturfeldern im Untergrund und der Erdwärmesonde werden die Effizienz und damit der Stromverbrauch der Wärmepumpe simuliert. Damit können sowohl die Betriebskosten als auch der äquivalente CO 2 -Ausstoß abgeschätzt werden. Das Modell wurde validiert und in einer Reihe numerischer Studien eingesetzt. Zuerst wurde eine umfassende Sensitivitätsanalyse zur Effizienz und Nachhaltigkeit entsprechender Anlagen durchgeführt. Weiterhin wird ein Verfahren zur Quantifizierung des technisch nutzbaren, oberflächennahen geothermischen Potentials vorgestellt und anhand einer Fallstudie für die Stadt Köln demonstriert, gefolgt von einer Diskussion der Ergebnisse
8
Ramming, Klaus. "Bewertung und Optimierung oberflächennaher Erdwärmekollektoren für verschiedene Lastfälle." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1189425172968-81960.
Full textAbstract:
Oberflächennahe Erdwärmekollektoren, insbesondere horizontale Erdwärmekollektoren, stellen eine wirtschaftlich und energetisch sinnvolle Wärmequellenanlage für Wärmepumpen dar. Auf Grund mangelnder wissenschaftlicher Untersuchungen in der Vergangenheit wurde deren Leistungsfähigkeit bisher jedoch kaum ausgenutzt. Des Weiteren fühlten sich die Planer bei der Auslegung oft unsicher, da es kaum verlässliche Auslegungsrichtlinien gab. In dieser Arbeit werden ein numerisches und ein analytisches Rechenmodell vorgestellt, mit denen Jahresverläufe der charakteristischen Soletemperaturen und der Eisbildung realitätsnah simuliert werden können. Mit Hilfe dieser Rechenmodelle wurde unter Berücksichtigung unterschiedlicher Bodentypen und Klimazonen die hydraulische und geometrische Auslegung anhand der Kriterien Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Umweltbeeinflussung bewertet, optimiert und Einsatzgrenzen klar ausgearbeitet. Daneben wurde auch die Auslegung für Kollektoren bei Spitzenlastnutzung und Sonderbauformen wie Grabenkollektoren und Erdwärmekörben untersucht.
9
Windeknecht, Mark Johannes [Verfasser], Ulrich [Akademischer Betreuer] Wagner, Ulrich [Gutachter] Wagner, and Hartmut [Gutachter] Spliethoff. "Entwicklung einer prädiktiven Regelung für einen Prosumer mit Brennstoffzelle und Wärmepumpe / Mark Johannes Windeknecht ; Gutachter: Ulrich Wagner, Hartmut Spliethoff ; Betreuer: Ulrich Wagner." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2019. http://d-nb.info/1205879811/34.
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10
Hofmann, Karina, Ines Görz, Peter Riedel, et al. "Erdwärme: Harmonisierte Methoden zur Potenzialdarstellung: Das EU-Projekt GeoPLASMA-CE: Erdwärme – harmonisierte Methoden zur Darstellung und Bewertung des Potenzials sowie Erfolgskriterien für eine nachhaltige Nutzung." Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG), 2021. https://slub.qucosa.de/id/qucosa%3A74475.
Full textAbstract:
Am Beispiel des grenzüberschreitenden Pilotgebiets Vogtland/West-Böhmen werden die im EU-Projekt GeoPLASMA-CE entwickelten harmonisierten Methoden geologischer 3D-Modellierung für die Darstellung des geothermischen Potenzials und dessen Nutzungskonflikte erläutert. Die Ergebnisse stellen Informationen zur Nutzbarkeit oberflächennaher Erdwärmesonden und Grundwasserwärmepumpen aufbereitet zur Verfügung und sollen die Akzeptanz bei Behörden, Planern und Bürgern stärken. Vor allem geologische Dienste können die international abgestimmten Methoden nutzen, um eigene Informationsportale zu erstellen.
Redaktionsschluss: 02.03.2021
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Rüther, Joachim [Verfasser]. "Anwendungsorientierte Weiterentwicklung des Freikolben-Konzeptes für Vuilleumier-Wärmepumpen / Joachim Rüther." Aachen : Shaker, 2004. http://d-nb.info/1181606136/34.
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12
Schlosser, Florian [Verfasser]. "Integration von Wärmepumpen zur Dekarbonisierung der industriellen Wärmeversorgung / Florian Schlosser." Kassel : kassel university press c/o Universität Kassel - Universitätsbibliothek, 2021. http://d-nb.info/1234945096/34.
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13
Eichkorn, Florian. "Geothermie." Bachelor's thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-187919.
Full textAbstract:
Ende der 1970er Jahre sah sich die SED in der DDR gezwungen angesichts hoher Auslandsverschuldung und gestiegener Importpreise für fossile Energieträger stärker in heimische Energiequellen und rationellere Energieanwendung zu investieren. In diesem Kontext und um Anschluss an die internationale Entwicklung zu halten wurde Ende der 1970er und in den 1980er Jahren die Nutzung oberflächennaher und tiefer Geothermie gefördert. Im Rahmen dieser Arbeit wird neben einer chronologischen Darstellung der Geothermieförderung in der DDR eine Einordnung in deren Energiepolitik, der Wärmeversorgung und der Förderung anderer erneuerbarer Energien geleistet. Aufgrund des geringen historischen Forschungsstandes zur Geothermie und der Wärmeversorgung in der DDR allgemein wurde dieser Arbeit ein explorativer Ansatz zugrunde gelegt. Als Quellenbasis dienten unter anderem Artikel aus wissenschaftlichen Zeitschriften der DDR und verschiedene Archivbestände. Ende der 1970er Jahre bis 1983 versuchte die SED den Einsatz von Wärmepumpen für die Wärmeversorgung zu fördern. Obwohl zahlreiche Pilotprojekte wie die Wärmepumpenheizzentrale Dresden fertiggestellt wurden stießen die politischen Planvorgaben auf materielle Engpässe und wenig Nachfrage in der Wärmeversorgung. Nach der abrupten Reduzierung der Zielvorgaben für die Wärmepumpenförderung wurde ab 1984 mit besonderem politischem Interesse die Tiefengeothermie gefördert und hierfür der Spezialbetrieb VEB Geothermie Neubrandenburg gegründet. Von den geplanten Anlagen zur Versorgung von Wohngebieten mit insgesamt 110 MW thermischer Leistung konnten bis zum Ende der DDR tiefengeothermische Heizzentralen in Waren, Neubrandenburg und Prenzlau fertiggestellt werden, was 22% der geplanten Leistung entsprach. Somit scheiterte auch das Großprojekt einer geothermischen Wärmeversorgung von Schwerin. Grund waren unter anderem übersteigerte Planvorgaben, der materielle Mangel in der Wirtschaft der DDR und nicht ausreichende Erfahrungen mit der jungen Technologie<br>At the end of the 1970s the socialist party of the GDR was forced by high debts in foreign currency and risen import prices for fossil fuels to invest in indigenous energy sources and more rational energy applications. In this context and to take pace with the international development the SED began at the end of the 1970s and during the 1980s to support the use of geothermal heating. This thesis consists of a chronological representation of the geothermal energy support in the GDR and contextualizes East German energy policy, heat supply and use of other renewable energy sources. Historical sources consist to the main extent on archive material and scientific papers from the GDR. Until 1983 the SED tried to promote the application of heat pumps for heat supply. Even though several pilot projects like the heat pump station in Dresden were successfully erected, the political plan targets collided with material short supply and low demand in the heating business. After the sudden reduction of the political targets concerning heat pumps, special political interest was given to geothermal energy in higher depths since 1984. Therefore a special company the VEB Geothermie Neubrandenburg was founded. From the planned stations for heat supply of residential areas with a total power of 110 MW only 22% were actually finished until the end of the GDR in 1990. Those stations were located in Waren, Neubrandenburg and Prenzlau in the northern part of East Germany. Consequently failed the major project of a geothermal heat supply of the city of Schwerin. Reasons were excessive plan targets, the material short supply in the East German economy and a lack of experiences in the young technology
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Burzler, Josef Maximilian. "Performance Optima for Endoreversible Systems." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2003. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200300012.
Full textAbstract:
Theoretical bounds for performance measures of thermodynamical systems are investigated under conditions of finite times and rates of processes using endoreversible models. These models consist of reversible operating sub-systems which exchange energy via generally irreversible interactions. Analytical and numerical calculations are performed to obtain performance optima and respective optimized process and design parameters for four model systems. A heat engine where the heat transfer between the working fluid and heat reservoirs is described by generalized, polytropic process is optimized for maximum work output. Thermal efficiencies, optimal values for temperatures and process times of the heat transfer processes are determined. A model of a generalized system suited to describe the operation of heat engines, refrigerators, and heat pumps is optimized with respect to thermal efficiency. Several examples illustrate how the results of the analysis are used to allocate financial resources to the heat exchanger inventory in an optimal way. A power-producing thermal system which exchanges heat with several heat reservoirs via irreversible heat transfer processes is analyzed to find the optimal contact times between the working fluid and each of the reservoirs. The piston motion of a Diesel engine is optimized to achieve maximum work for a given amount of fuel. The endoreversible model of the Diesel engine accounts for the temporal variations of the heat produced by the combustion process, the basic flow pattern within the engine's cylinder, the temperature dependence of the viscosity, thermal conductivity, and heat capacity of the working fluid and losses due to friction and heat leak through the cylinder walls<br>Theoretische Grenzen für verschiedene Leistungsmerkmale von thermodynamischen Systemen werden unter der Bedingung endlicher Zeiten und Prozessraten im Rahmen endoreversibler Modelle untersucht. Diese Modelle bestehen aus reversiblen Subsystemen, welche über allgemein irreversible Wechselwirkungen Energie austauschen. Analytische und nummerische Berechnungen quantifizieren diese Grenzen und liefern optimale Prozess- und Konstruktionsparameter für vier Modellsysteme. Für eine auf maximale Ausgangsarbeit optimierte Wärmekraftmaschine, bei der die Wärme zwischen Arbeitsmedium und Wärmereservoirs während allgemeiner polytroper Zustandsänderungen des Arbeitsmediums übertragen wird, werden optimale Temperaturen und Zeiten für die Wärmeübertragungsprozesse sowie die thermischen Wirkungsgrade bestimmt. Für ein wirkungsgrad-optimiertes Modell eines verallgemeinerten thermischen Umwandlungssytems, das sowohl Wärmekraftmaschinen, Kühler und Wärmepumpen beschreibt, wird die optimale Verteilung von Investitionskosten auf die Wärmetauscher ermittelt und die Anwendung der allgemeingültigen Ergebnisse anhand mehrerer Beispiele demonstriert. Für eine Wärmekraftmaschine mit mehreren Wärmereservoirs wird bestimmt, welche der Wärmereservoirs wie lange kontaktiert werden müssen, um eine maximale Ausgangsarbeit zu erzielen. Für einen Dieselmotor wird die Kolbenbewegung so optimiert, dass bei gegebener Treibstoffmenge eine maximale Ausgangsarbeit erzielt wird. Das endoreversible Modell des Dieselmotors berücksichtigt die Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Viskosität des Arbeitsfluids, die Zeitabhängigkeit des Verbrennungsprozesses sowie Reibungs- und Wärmeverluste
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Marx, Roman [Verfasser]. "Integration von Wärmepumpen in solare Nahwärmeanlagen mit saisonaler Wärmespeicherung / Roman Marx." Aachen : Shaker, 2015. http://d-nb.info/106904895X/34.
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16
Kahle, Matthias [Verfasser]. "Zentrale Wärmeversorgung mit Biogasanlagen und Wärmepumpen in ländlichen niedersächsischen Kommunen / Matthias Kahle." Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2017. http://d-nb.info/1136874607/34.
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17
Alpögger, Thomas Verfasser], Jürgen [Akademischer Betreuer] [Köhler, and George [Akademischer Betreuer] Tsatsaronis. "Analyse und Optimierung von Wärmepumpen-Wäschetrocknern / Thomas Alpögger ; Jürgen Köhler, George Tsatsaronis." Braunschweig : Technische Universität Braunschweig, 2020. http://d-nb.info/120546199X/34.
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18
Goebel, Johannes [Verfasser]. "Abwasser als Wärmequelle und Wärmesenke für gasbetriebene Wärmepumpen und Kältemaschinen / Johannes Goebel." Düsseldorf : Universitäts- und Landesbibliothek der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, 2020. http://d-nb.info/1212238613/34.
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Alpögger, Thomas Verfasser], Jürgen [Akademischer Betreuer] [Köhler, and Georgios [Akademischer Betreuer] Tsatsaronis. "Analyse und Optimierung von Wärmepumpen-Wäschetrocknern / Thomas Alpögger ; Jürgen Köhler, George Tsatsaronis." Braunschweig : Technische Universität Braunschweig, 2020. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:084-2020022412011.
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20
Röhrenbeck, Stephan Eduard Arno [Verfasser]. "Wärmepumpen und Speichersysteme als Flexibilitäten im Kontext des Zellularen Ansatzes / Stephan Eduard Arno Röhrenbeck." Düren : Shaker, 2019. http://d-nb.info/1196487499/34.
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21
Röhrenbeck, Stephan [Verfasser]. "Wärmepumpen und Speichersysteme als Flexibilitäten im Kontext des Zellularen Ansatzes / Stephan Eduard Arno Röhrenbeck." Düren : Shaker, 2019. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-2019100609012224969644.
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22
Wolf, Stefan [Verfasser], and Alfred [Akademischer Betreuer] Voß. "Integration von Wärmepumpen in industrielle Produktionssysteme : Potenziale und Instrumente zur Potenzialerschließung / Stefan Wolf ; Betreuer: Alfred Voß." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2017. http://d-nb.info/1152264737/34.
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23
Röhrenbeck, Stephan Eduard Arno [Verfasser], and Wolfram H. [Akademischer Betreuer] Wellßow. "Wärmepumpen und Speichersysteme als Flexibilitäten im Kontext des Zellularen Ansatzes / Stephan Eduard Arno Röhrenbeck ; Betreuer: Wolfram H. Wellßow." Kaiserslautern : Technische Universität Kaiserslautern, 2019. http://d-nb.info/1196238049/34.
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24
Kühl, Hans-Detlev [Verfasser]. "Wärmetransformationsprozesse ohne Phasenumwandlung : Thermodynamische Konzeption, Auslegung und Optimierung an Beispielen aus der Wärmepumpen- und Kältetechnik / Hans-Detlev Kühl." Dortmund : Universitätsbibliothek Dortmund, 2004. http://d-nb.info/1099437636/34.
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25
Röhrenbeck, Stephan [Verfasser], and Wolfram H. [Akademischer Betreuer] Wellßow. "Wärmepumpen und Speichersysteme als Flexibilitäten im Kontext des Zellularen Ansatzes / Stephan Eduard Arno Röhrenbeck ; Betreuer: Wolfram H. Wellßow." Kaiserslautern : Technische Universität Kaiserslautern, 2019. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-57423.
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26
Roskosch, Dennis [Verfasser], and Burak [Akademischer Betreuer] Atakan. "Spezielle Methoden der Fluidauswahl und ihre Anwendungsmöglichkeiten am Beispiel von Wärmepumpen und Strom-Wärme-Strom-Speichersystemen / Dennis Roskosch ; Betreuer: Burak Atakan." Duisburg, 2018. http://d-nb.info/1171704925/34.
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27
Tanzer, Benedikt [Verfasser], Hartmut [Akademischer Betreuer] Spliethoff, Christian [Gutachter] Schweigler, and Hartmut [Gutachter] Spliethoff. "Solarthermische Massivabsorber und Langzeitwärmespeicher : Analyse, Optimierung und Dimensionierung im Betrieb mit Wärmepumpen / Benedikt Tanzer ; Gutachter: Christian Schweigler, Hartmut Spliethoff ; Betreuer: Hartmut Spliethoff." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2019. http://d-nb.info/119365047X/34.
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28
Kretzschmar, Hans-Joachim, Ines Stöcker, Matthias Kunick, and Ines Jähne. "Mathcad-Bibliotheken für thermodynamische Stoffdaten und das E-Learning System Thermopr@ctice." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-201000646.
Full textAbstract:
Das Lernsystem Thermopr@ctice stellt eine internetgestützte Lernumgebung für das Berechnen von
Übungsaufgaben mit dem Computer-Algebrasystem Mathcad dar. Die veränderte Arbeitsweise des
Lernenden besteht darin, das herkömmliche Arbeitsblatt durch den Mathcad-Arbeitsbildschirm zu
ersetzen und die Aufgabenlösung unmittelbar auf diesem zu erledigen. Dem Lernenden werden die
Übungsaufgaben – hier im Fach Technische Thermodynamik – in individuellen Varianten und mit
individuellen Zahlenwerten im Mathcad-Format über Internet bereitgestellt. Die Lösung erfolgt in
betreuten Übungen oder am heimischen PC. Für die Lösung benötigte Stoffwerte können der
Stoffwertsammlung im Internet entnommen bzw. mit Programmbibliotheken, die an Mathcad angeschlossen
sind, berechnet werden. Ergänzend wird eine Formelsammlung angeboten, aus der
wichtige Formeln auf den Arbeitsbildschirm gezogen werden können. Nach der Berechnung jeder
Teilaufgabe sendet der Lernende das Ergebnis an Thermopr@ctice. Im Fehlerfall werden
Zwischenergebnisse angefordert. Realisiert wird die Lernumgebung über PHP-Skripte in Verbindung
mit einer MySQL-Datenbank. Durch das Lernsystem werden die Studierenden an moderne
Arbeitsweisen unter Nutzung eines Computer-Algebrasystems und fachbezogener Programmbibliotheken
herangeführt. Da das System zum Selbststudium konzipiert ist, eignet es sich auch für die
Weiterbildung und das Fernstudium. Es kann auf alle Lehrfächer übertragen werden, in denen die
Aneignung oder Festigung von Wissen über das Berechnen von Übungsaufgaben erfolgt.
Thermopr@ctice wurde im Rahmen des Verbundprojektes „Bildungsportal Sachsen“ des
Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst entwickelt.
Neue Technologien in der Energietechnik, insbesondere Verfahren mit CO2-Abscheidung,
bedingen veränderte Arbeitsfluide. Neben reinen Stoffen kommen zunehmend fluide Stoffgemische
zum Einsatz, deren thermodynamische Eigenschaften berechnet werden müssen. Dies betrifft
feuchte Verbrennungsgasgemische einschließlich CO2/H2O-Gemische sowie feuchte Luft, auch bei
hohen Drücken. Daneben sind die Eigenschaften von gasförmigen, flüssigen und festem
Kohlendioxid und Mischungen mit verbliebenen Gasen zu berechnen. Auf Grund der Nutzung von
Abwärme sind Absorptionskältemaschinen mit Ammoniak-Wasser-Gemischen und Wasser-
Lithiumbromid-Gemischen nach wie vor von Interesse. Die Eigenschaften von Ammoniak/Wasser-
Gemischen werden auch für die Berechnung des Kalina-Prozesses benötigt. Zur Konzipierung von
ORC-Prozessen müssen die Eigenschaften von Silikonölen und Kohlenwasserstoffen berechenbar
sein. Für die Optimierung von fortschrittlichen Dampfkraftwerken sind extrem schnelle
Algorithmen für die Berechnung der thermodynamischen Eigenschaften von Wasser und
Wasserdampf Voraussetzung. Die weltweit an Bedeutung gewinnende Meerwasserentsalzung
bedingt eine immer genauere Modellierung der Verfahren, wofür die Eigenschaften von
Meerwasser berechenbar sein müssen. Für die Berechnung solcher Prozesse wurden
benutzerfreundliche Programmbibliotheken zur Ermittlung der thermodynamischen Zustandsgrößen
einschl. Umkehrfunktionen und Transporteigenschaften der Arbeitsfluide erarbeitet. Zur
komfortablen Nutzung der Stoffwert-Bibliotheken steht das Add-On FluidMAT für Mathcad® zur
Verfügung. Versionen für Studierende der wichtigsten Programme sind verfügbar.
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Hein, Philipp Sebastian. "On the efficient and sustainable utilisation of shallow geothermal energy by using borehole heat exchangers." Doctoral thesis, 2016. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A30732.
Full textAbstract:
In the context of energy transition, geothermics play an important role for the heating and cooling supply of both residential and commercial buildings. Thereby, the increasingly and intensive utilisation of shallow geothermal resources bears the risk of over-exploitation and thus poses a future challenge to ensure the sustainability and safety of such systems. Particularly, the well-established technology of borehole heat exchanger-coupled ground source heat pumps is applied for the thermal exploitation of the shallow subsurface. Due to the complexity of the involved physical processes, numerical modelling proves to be a powerful tool to enhance process understanding as well as to aid the planning and design processes. Simulations can also support the management of thermal subsurface resources, planning and decision-making on city and regional scales. In this work, the so-called dual-continuum approach was adopted and enhanced to develop a coupled numerical model considering flow and heat transport processes in both the subsurface and borehole heat exchangers as well as the heat pumps’ performance characteristics, and including the relevant phenomena influencing the underlying processes. Beside the temperature fields, the efficiency and thus the consumption of electrical energy by the heat pump is computed, allowing for the quantification of operational costs and equivalent carbon-dioxide emissions. The model is validated and applied to a number of numerical studies. First, a comprehensive sensitivity analysis on the efficiency and sustainability of such systems is performed. Second, a method for the quantification of technically extractable shallow geothermal energy is proposed. This procedure is demonstrated by means of a case study for the city of Cologne, Germany and its implications are discussed.<br>Im Rahmen der Energiewende nimmt die Geothermie eine besondere Rolle in der thermische Gebäudeversorgung ein. Die zunehmende, intensive Nutzung oberflächennaher geothermischer Ressourcen erhöht die Gefahr der übermäßigen thermischen Ausbeutung des Untergrundes und stellt damit eine wachsende Herausforderung für die Nachhaltigkeit und Sicherheit solcher Systeme dar. Zur Erschließung oberflächennaher geothermischer Energie wird insbesondere die etablierte Technologie Erdwärmesonden-gekoppelter Wärmepumpen eingesetzt. Aufgrund der daran beteiligten komplexen physikalischen Prozesse erweisen sich numerische Modelle als leistungsfähiges Werkzeug zur Erweiterung des Prozessverständnisses und Unterstützung des Planungs- und Auslegungsprozesses. Zudem können Simulationen zum Management thermischer Ressourcen im Untergrund sowie zur Planung und politischen Entscheidungsfindung auf städtischen und regionalen Maßstäben beitragen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde, basierend auf dem sogenannten ”dual-continuum approach” und unter Berücksichtigung des Einflusses der Wärmepumpe, ein erweitertes gekoppeltes numerisches Modell zur Abbildung der in Erdwärmesonden und dem Untergrund stattfindenden Strömungs- und Wärmetransportprozesse entwickelt. Das Modell ist in der Lage, alle relevanten Einflussfaktoren zu berücksichtigen. Neben den Temperaturfeldern im Untergrund und der Erdwärmesonde werden die Effizienz und damit der Stromverbrauch der Wärmepumpe simuliert. Damit können sowohl die Betriebskosten als auch der äquivalente CO 2 -Ausstoß abgeschätzt werden. Das Modell wurde validiert und in einer Reihe numerischer Studien eingesetzt. Zuerst wurde eine umfassende Sensitivitätsanalyse zur Effizienz und Nachhaltigkeit entsprechender Anlagen durchgeführt. Weiterhin wird ein Verfahren zur Quantifizierung des technisch nutzbaren, oberflächennahen geothermischen Potentials vorgestellt und anhand einer Fallstudie für die Stadt Köln demonstriert, gefolgt von einer Diskussion der Ergebnisse.
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"Grundwasserwärmepumpen." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-151016.
Full textAbstract:
Erdwärme ist eine regenerative Energieform und durch ihre vergleichsweise leichte Erschließbarkeit auch im privaten Bereich für die Energieversorgung einsetzbar. Das Merkblatt gibt einen Überblick über die Nutzung der im Grundwasser gespeicherten Wärme mit Grundwasserwärmepumpenanlagen. Diese Anlagen stellen eine Möglichkeit dar, oberflächennahe Geothermie zu nutzen. Dazu werden die hydrologischen und hydrogeologischen Aspekte sowie die Anforderungen an Planung, Bau und Betrieb dieser Anlagen dargestellt. Die Ausführungen des Merkblattes gelten sowohl für kleine Anlagen bis 30 Kilowatt Heizleistung als auch für große Anlagen (>30 Kilowatt). Es richtet sich vorrangig an Bauherren und Betreiber, Planungsfirmen, Behörden, aber auch an die interessierte Öffentlichkeit.
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Manstein, Arnim Sebastian von. "Energieeffiziente Klimatisierung der Fahrzeugkabine mittels elektrisch angetriebenem Kältemittelverdichter in seriennaher Fahrzeugapplikation." 2019. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A74199.
Full textAbstract:
Aufgrund der generell steigenden politischen sowie auch gesellschaftlichen Anforderung nach Kohlenstoffdioxid (CO2) reduzierenden Maßnahmen wächst auch zunehmend der Druck auf die Automobilindustrie und damit einhergehend auf den Bereich der PKW-Klimatisierung.
Bis dato ist bereits eine Vielzahl an Untersuchungen zu alternativen Kältemitteln sowie optimierte Komponenten für einen Betrieb der PKW-Klimatisierung durchgeführt worden. Ziel dieser Arbeit ist die Verringerung des Energieaufwands zur Fahrzeugklimatisierung durch eine entsprechende Wahl des Kältemittelverdichters (KMV) sowie eine Optimierung des Systems des Kältemittelkreislaufs durchzuführen. Des Weiteren wird neben den betrachteten Lastfällen bei hohen Außentemperaturen auch eine Effizienzsteigerungsmaßnahme des Lastfalls bei niedrigen Temperaturen untersucht. Hierzu werden detaillierte Prüfstanduntersuchungen zu den drei gängigsten Kältemittelverdichtern - mechanisch (mKMV), elektrisch Hochvolt (HV-eKMV) und elektrisch 48 V (48 V-eKMV) - durchgeführt. Im System mit dem effizientesten Kältemittelverdichter werden weiterhin Untersuchungen durch Systemprüfstände sowie Simulationen durchgeführt um Potenzial zur Energieersparnis auszuweisen. Im letzten Schritt werden die gewonnen Simulationsmodelle genutzt um das weitere Effizienzsteigerungspotenzial der PKW-Klimatisierung im Winterfall mittels Wärmepumpenschaltung auszuweisen.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden abschließend für den Betrieb des untersuchten Systems zur Klimatisierung mittels statistischer europäischer Temperaturverteilung bewertet um die absolute Energieersparnis auszuweisen.<br>Due to the generally increasing political and social demand for carbon dioxide (CO2) reducing measures, the pressure on the automotive industry and the associated passenger car air conditioning is increasing. Up to now, a large number of studies on alternative refrigerants and optimized components for the passenger car climate control have already been investigated. The objective of this work is to reduce the required energy for vehicle air conditioning by means of a corresponding selection of the refrigerant compressor (KMV) and to optimize the system of the refrigerant circuit. In addition to the analyzed load cases at high outside temperatures, an
efficiency improvement measure of the load case is also examined at low temperatures. For this purpose, detailed investigations on test benches of the three most common refrigerant compressors - mechanical (mKMV), electrical high voltage (HV-eKMV) and electrical 48 V (48 VeKMV) - are performed. In the system with the most efficient refrigerant compressor, investigations by system test benches and simulations in order to identify potentials for Energy savings are carried out.
In the last step, the simulation models are used to show the further efficiency potential of the passenger air conditioning in the winter by means of a heat pump system. The findings obtained are evaluated for the operation of the system for climate control by means of statistical European temperature distribution to identify the total energy savings.
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Abel, Lukas. "Evaluation und systematische Erfassung von Wärmepumpen-Systemen in Fließgewässern." Bachelor's thesis, 2019. https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/8626/1/BachelorThesis_LukasAbel.pdf.
Full textAbstract:
Der Absatz von Wärmepumpen steigt in den vergangenen Jahren kontinuierlich. Gerade in Wohngebäuden kann die Umweltwärme mittels Wärmepumpen die Energieversorgung innerhalb eines Hauses sicherstellen. Dabei erwiesen sich die Umweltwärmequellen Luft-, Erdreich- sowie Grundwasser als sinnvolle Alternative zu konventionellen Heizungsanlagen. Aufgrund der kostenlosen Verfügbarkeit der Umweltwärme und der Nutzung von regenerativer Energie genießen Wärmepumpen eine hohe Anerkennung.
Die erste Wärmepumpe, die zur Beheizung eines Gebäudes diente, wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts im Züricher Rathaus in Betrieb genommen und mit der Umweltwärme des angrenzenden Fließgewässers (Limmat) betrieben. Die wärmetechnische Nutzung von Fließgewässern wurde im Laufe der Zeit weiterentwickelt, besitzt im Wärmepumpenmarkt heutzutage allerdings keinen so hohen Stellenwert mehr. Im Rahmen der Bachelorarbeit wurden Fließgewässer-Wärmepumpen innerhalb von Deutschland untersucht. Dazu wurden aktive Anlagen in Deutschland recherchiert und die Erfahrungen der Betreiber, sowie der Genehmigungsbehörden mittels Fragebögen erfasst. Zudem wurden die Erkenntnisse aus bereits zurückgebauten Anlagen berücksichtigt.
33
Eichkorn, Florian. "Geothermie: Ansätze zur Nutzung regenerativer Energiequellen in der DDR." Bachelor's thesis, 2015. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A29037.
Full textAbstract:
Ende der 1970er Jahre sah sich die SED in der DDR gezwungen angesichts hoher Auslandsverschuldung und gestiegener Importpreise für fossile Energieträger stärker in heimische Energiequellen und rationellere Energieanwendung zu investieren. In diesem Kontext und um Anschluss an die internationale Entwicklung zu halten wurde Ende der 1970er und in den 1980er Jahren die Nutzung oberflächennaher und tiefer Geothermie gefördert.
Im Rahmen dieser Arbeit wird neben einer chronologischen Darstellung der Geothermieförderung in der DDR eine Einordnung in deren Energiepolitik, der Wärmeversorgung und der Förderung anderer erneuerbarer Energien geleistet. Aufgrund des geringen historischen Forschungsstandes zur Geothermie und der Wärmeversorgung in der DDR allgemein wurde dieser Arbeit ein explorativer Ansatz zugrunde gelegt. Als Quellenbasis dienten unter anderem Artikel aus wissenschaftlichen Zeitschriften der DDR und verschiedene Archivbestände.
Ende der 1970er Jahre bis 1983 versuchte die SED den Einsatz von Wärmepumpen für die Wärmeversorgung zu fördern. Obwohl zahlreiche Pilotprojekte wie die Wärmepumpenheizzentrale Dresden fertiggestellt wurden stießen die politischen Planvorgaben auf materielle Engpässe und wenig Nachfrage in der Wärmeversorgung. Nach der abrupten Reduzierung der Zielvorgaben für die Wärmepumpenförderung wurde ab 1984 mit besonderem politischem Interesse die Tiefengeothermie gefördert und hierfür der Spezialbetrieb VEB Geothermie Neubrandenburg gegründet. Von den geplanten Anlagen zur Versorgung von Wohngebieten mit insgesamt 110 MW thermischer Leistung konnten bis zum Ende der DDR tiefengeothermische Heizzentralen in Waren, Neubrandenburg und Prenzlau fertiggestellt werden, was 22% der geplanten Leistung entsprach. Somit scheiterte auch das Großprojekt einer geothermischen Wärmeversorgung von Schwerin. Grund waren unter anderem übersteigerte Planvorgaben, der materielle Mangel in der Wirtschaft der DDR und nicht ausreichende Erfahrungen mit der jungen Technologie.:1. Einleitung 3
2. Energiepolitik in der DDR 7
2.1 Energiepolitik der SED 7
2.2 Regenerative Energiequellen in der Energiepolitik 9
3. Erdwärme in der Energiewirtschaft der DDR 13
3.1 Akteure der Energiewirtschaft 13
3.2 Wärmeversorgung 15
3.3 Nutzung regenerativer Energiequellen 18
4. Oberflächennahe und tiefe Geothermie 22
4.2 Wärmepumpen zur Nutzung von Umweltwärme 22
4.2.1 Wärmepumpen für die rationelle Energieanwendung 22
4.2.2 Fallbeispiel Wärmepumpen-Heizzentrale Dresden 28
4.2.3 Vorzeitiges Ende der Wärmepumpenförderung 33
4.3 Tiefengeothermie im Norden der DDR 35
4.3.1 Hohe Erwartungen an die Tiefengeothermie 35
4.3.2 Grenzen der Leistungsfähigkeit des VEB Geothermie 41
5. Zusammenfassung 48
Literatur 51
Archivalische Quellen 54
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 56
Abkürzungsverzeichnis 57
Physikalisch-technischer Anhang 58<br>At the end of the 1970s the socialist party of the GDR was forced by high debts in foreign currency and risen import prices for fossil fuels to invest in indigenous energy sources and more rational energy applications. In this context and to take pace with the international development the SED began at the end of the 1970s and during the 1980s to support the use of geothermal heating.
This thesis consists of a chronological representation of the geothermal energy support in the GDR and contextualizes East German energy policy, heat supply and use of other renewable energy sources. Historical sources consist to the main extent on archive material and scientific papers from the GDR.
Until 1983 the SED tried to promote the application of heat pumps for heat supply. Even though several pilot projects like the heat pump station in Dresden were successfully erected, the political plan targets collided with material short supply and low demand in the heating business. After the sudden reduction of the political targets concerning heat pumps, special political interest was given to geothermal energy in higher depths since 1984. Therefore a special company the VEB Geothermie Neubrandenburg was founded. From the planned stations for heat supply of residential areas with a total power of 110 MW only 22% were actually finished until the end of the GDR in 1990. Those stations were located in Waren, Neubrandenburg and Prenzlau in the northern part of East Germany. Consequently failed the major project of a geothermal heat supply of the city of Schwerin. Reasons were excessive plan targets, the material short supply in the East German economy and a lack of experiences in the young technology.:1. Einleitung 3
2. Energiepolitik in der DDR 7
2.1 Energiepolitik der SED 7
2.2 Regenerative Energiequellen in der Energiepolitik 9
3. Erdwärme in der Energiewirtschaft der DDR 13
3.1 Akteure der Energiewirtschaft 13
3.2 Wärmeversorgung 15
3.3 Nutzung regenerativer Energiequellen 18
4. Oberflächennahe und tiefe Geothermie 22
4.2 Wärmepumpen zur Nutzung von Umweltwärme 22
4.2.1 Wärmepumpen für die rationelle Energieanwendung 22
4.2.2 Fallbeispiel Wärmepumpen-Heizzentrale Dresden 28
4.2.3 Vorzeitiges Ende der Wärmepumpenförderung 33
4.3 Tiefengeothermie im Norden der DDR 35
4.3.1 Hohe Erwartungen an die Tiefengeothermie 35
4.3.2 Grenzen der Leistungsfähigkeit des VEB Geothermie 41
5. Zusammenfassung 48
Literatur 51
Archivalische Quellen 54
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 56
Abkürzungsverzeichnis 57
Physikalisch-technischer Anhang 58
34
Burzler, Josef Maximilian. "Performance Optima for Endoreversible Systems." Doctoral thesis, 2001. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A17954.
Full textAbstract:
Theoretical bounds for performance measures of thermodynamical systems are
investigated under conditions of finite times and rates of processes using
endoreversible models. These models consist of reversible operating
sub-systems which exchange energy via generally irreversible interactions.
Analytical and numerical calculations are performed to obtain performance optima
and respective optimized process and design parameters for four model systems.
A heat engine where the heat transfer between the working fluid and heat reservoirs
is described by generalized, polytropic process is optimized for
maximum work output. Thermal efficiencies, optimal values for temperatures and
process times of the heat transfer processes are determined.
A model of a generalized system suited to describe the operation of heat
engines, refrigerators, and heat pumps is optimized with respect to thermal
efficiency. Several examples illustrate how the results of the analysis are
used to allocate financial resources to the heat exchanger inventory in
an optimal way.
A power-producing thermal system which exchanges heat with several heat
reservoirs via irreversible heat transfer processes is analyzed to find the
optimal contact times between the working fluid and each of the reservoirs.
The piston motion of a Diesel engine is optimized to achieve maximum work
for a given amount of fuel. The endoreversible model of the Diesel engine
accounts for the temporal variations of the heat produced by the combustion
process, the basic flow pattern within the engine's cylinder, the
temperature dependence of the viscosity, thermal conductivity, and heat
capacity of the working fluid and losses due to friction and heat leak
through the cylinder walls.<br>Theoretische Grenzen für verschiedene Leistungsmerkmale von
thermodynamischen Systemen werden unter der Bedingung endlicher Zeiten und
Prozessraten im Rahmen endoreversibler Modelle untersucht. Diese Modelle
bestehen aus reversiblen Subsystemen, welche über allgemein irreversible
Wechselwirkungen Energie austauschen.
Analytische und nummerische Berechnungen quantifizieren diese Grenzen und
liefern optimale Prozess- und Konstruktionsparameter für vier Modellsysteme.
Für eine auf maximale Ausgangsarbeit optimierte Wärmekraftmaschine, bei der
die Wärme zwischen Arbeitsmedium und Wärmereservoirs während allgemeiner
polytroper Zustandsänderungen des Arbeitsmediums übertragen wird, werden
optimale Temperaturen und Zeiten für die Wärmeübertragungsprozesse sowie die
thermischen Wirkungsgrade bestimmt.
Für ein wirkungsgrad-optimiertes Modell eines verallgemeinerten thermischen
Umwandlungssytems, das sowohl Wärmekraftmaschinen, Kühler und Wärmepumpen
beschreibt, wird die optimale Verteilung von Investitionskosten auf die
Wärmetauscher ermittelt und die Anwendung der allgemeingültigen
Ergebnisse anhand mehrerer Beispiele demonstriert.
Für eine Wärmekraftmaschine mit mehreren Wärmereservoirs wird bestimmt,
welche der Wärmereservoirs wie lange kontaktiert werden müssen, um eine
maximale Ausgangsarbeit zu erzielen.
Für einen Dieselmotor wird die Kolbenbewegung so optimiert, dass bei
gegebener Treibstoffmenge eine maximale Ausgangsarbeit erzielt wird. Das
endoreversible Modell des Dieselmotors berücksichtigt die
Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit und Viskosität
des Arbeitsfluids, die Zeitabhängigkeit des Verbrennungsprozesses sowie
Reibungs- und Wärmeverluste.
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Deac, Gerda. "Auswirkungen der Kopplung von Strom- und Wärmemarkt auf die künftige Integration der erneuerbaren Energien und die CO2-Emissionen in Deutschland." 2018. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A72515.
Full textAbstract:
Die Dissertationsschrift untersucht die Interaktion zwischen Strom- und Wärmemarkt mit einem besonderen Fokus auf Wärmepumpen und Wärmenetzen. Vor dem Hintergrund des steigenden Ausbaus erneuerbarer Energien und der langfristigen Klimaziele stellt sich dabei die Frage der Wirkung, welche die Kopplung von Strom- und Wärmemarkt auf die Reduktion der CO2-Emissionen, die Energiesystemkosten und die Integration der erneuerbaren Energien hat.
Zur Beantwortung der Forschungsfrage wird das lineare Optimierungsmodell Enertile um zwei Wärmemodule zur Berücksichtigung von Wärmepumpen und Wärmenetzen erweitert. Im Unterschied zu anderen Modellen wird in der Implementierung für diese Arbeit der Ausbau und der Einsatz der erneuerbaren Energien, der KWK und der weiteren fossilen Kraftwerkskapazitäten gleichzeitig optimiert, wodurch eine Analyse der Wechselwirkungen zwischen dem Ausbau erneuerbarer Energien und der Kopplung von Strom- und Wärmemarkt möglich ist. Die in dieser Arbeit vorgenommene modellgestützte Analyse zeigt die große Bedeutung der Interaktion zwischen Strom- und Wärmemarkt.
Im Rahmen einer langfristigen Dekarbonisierung der Energieversorgung durch einen verstärkten Ausbau von erneuerbaren Energien ergeben sich sowohl Chancen als auch Herausforderungen für die Interaktion zwischen Strom- und Wärmemarkt. Die Modellierung der Wärmepumpen zeigt für den gesamten Zeitraum ab 2020 deutlich geringere spezifische CO2-Emissionen gegenüber der Wärmeerzeugung in modernen Gasbrennwertkesseln. Die Ergebnisse zeigen auch, dass bivalente Systeme – die kombinierte Nutzung verschiedener Wärmeerzeugungstechnologien wie beispielsweise KWK, Gasheizkessel und Elektroheizkessel – vor dem Hintergrund der Umstrukturierung des Stromsektors eine wichtige Rolle spielen. Langfristig stellt die flexible Wärmebereistellung durch elektrische Heizungstechnologien insbesondere bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien eine kostengünstige und CO2-arme Alternative zur fossilen Wärmeerzeugung dar.:1 Einleitung 1
1.1 Ausgangslage 1
1.2 Problemstellung 3
1.3 Zielsetzung und Vorgehen 4
2 Rahmenbedingungen auf dem Strom- und Wärmemarkt in Deutschland 7
2.1 Rahmenbedingungen auf dem Strommarkt 7
2.2 Rahmenbedingungen auf dem Wärmemarkt 12
2.3 Schlussfolgerungen für diese Arbeit 16
3 Modellierung der Interaktionen von Strom- und Wärmemarkt 17
3.1 Stand der Forschung und Anforderungen an das Modell 17
3.2 Modelle zur Untersuchung von Strom- und Wärmemarkt 18
3.3 Stromsystemoptimierung Enertile 21
3.3.1 Eingangsdaten und Ergebnisse 23
3.3.2 Problemformulierung 24
3.4 Modellerweiterung zur Integration des Wärmemarktes 26
3.4.1 Wärmepumpen 26
3.4.2 Wärmenetze 32
4 Unsicherheiten in Energiesystemmodellen 42
4.1 Unsicherheiten im Rahmen dieser Arbeit 42
4.2 Methoden zum Umgang mit Unsicherheiten in Energiesystemmodellen 43
4.3 Szenarienentwicklung und Sensitivitäten 47
5 Definition von Szenarien zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen Strom- und Wärmemarkt 50
5.1 Szenarienübersicht 50
5.2 Zentrale Annahmen 51
5.3 Strommarkt 56
5.3.1 Erneuerbare Energien 56
5.3.2 Konventionelle Kraftwerke 57
5.3.3 Stromnachfrage 59
5.4 Wärmenetze 59
5.5 Wärmepumpen 63
5.6 Sensitivitäten 65
5.7 Kritische Reflexion der Annahmen 66
6 Modellgestützte Analyse der Wechselwirkungen zwischen Strom- und Wärmemarkt 68
6.1 Einfluss auf die CO2-Emissionen 69
6.1.1 Strommarkt 69
6.1.2 Wärmepumpen 72
6.1.3 Wärmenetze 77
6.2 Entwicklung des Kraftwerksparks und des Erzeugungsmixes 82
6.2.1 Strommarkt 82
6.2.2 Wärmepumpen 95
6.2.3 Wärmenetze 106
6.2.4 Integration erneuerbarer Energien auf dem Strommarkt 128
6.3 Änderung der Systemkosten durch die Kopplung von Strom- und Wärmemarkt 131
6.3.1 Kosten der Stromerzeugung 132
6.3.2 Kosten der Wärmeerzeugung in Wärmepumpen 134
6.3.3 Kosten der Wärmeerzeugung in Wärmenetze 136
6.4 Zusammenfassung der Szenarienanalyse 140
6.4.1 Einfluss der Kopplung von Strom- und Wärmemarkt bei ambitionierten Klimaschutz 140
6.4.2 Einfluss der Kopplung von Strom- und Wärmemarkt bei mäßigem Klimaschutz 141
7 Sensitivitäten 142
7.1 Stabile Brennstoffpreise 142
7.2 Potentiale von erneuerbaren Energien 145
7.3 Isolierte Effekte von Elektroheizkesseln und KWK 148
7.3.1 Keine KWK 148
7.3.2 Keine Elektroheizkessel 150
7.4 Hohe Flexibilität der Wärmepumpen 151
7.5 Zusammenfassung Sensitivitäten 152
8 Zusammenfassung 154
8.1 Motivation und Forschungsfrage 154
8.2 Methodisches Vorgehen 154
8.3 Ergebnisse 155
8.4 Schlussfolgerungen und kritische Reflektion 156
8.4.1 Szenarienanalyse 156
8.4.2 Methodik 157
8.4.3 Ausblick 159