In vermaschten Netzen Wärme speichern

Grafik Masterthesis Müller

Wenn ein Heizkraftwerk gleichzeitig Strom und Wärme produziert, sollte im stromgeführten Betrieb die Wärme teilweise gespeichert werden können. Wärme zu speichern ist in der Regel einfacher und günstiger als das Speichern von Strom, vor allem dann, wenn hierfür eine vorhandene Infrastruktur wie etwa ein Wärmenetz verwendet werden kann. Peter Lorenzen untersuchte in seiner Masterthesis Wärmenetze als Speicher in einem Smart Grid. Sein Berechnungsansatz lässt sich aber nicht für die häufig in der Praxis auftretenden vermaschten Rohrnetze anwenden.

Daher entwickelte Mario René Müller in seiner Masterthesis zum Thema „Simulationsmodell für vermaschte Rohrnetze“ ein Modell, mit dem unter anderem Massenströme und Druckdifferenzen in vermaschten Rohrnetzen berechnet werden können.

Hierfür ermittelte er Widerstandskoeffizienten für einige Komponenten eines Wärmenetzes und löste die nichtlinearen Gleichungssysteme unterschiedlicher Rohrnetze mit einem iterativen Lösungsverfahren. Anschließend zeigte er die Plausibilität der Lösungen auf und berechnete den Druckverlauf entlang einiger Rohrverläufe.

Müller empfiehlt dem Netzbetreiber das Simulationsmodell durch folgende Maßnahmen noch besser auf dessen Wärmenetz abzustimmen:

  • Hydraulische Überprüfung des Rohrnetzmodells mit Verifizierung der benötigten Eingangsparameter
  • Modellierung der Wärmübergabestationen verbessern
  • Einsatz von Data validation and reconciliation, da Messtellenausfälle eine Schwachstelle bei der Modellierung darstellen
  • Kopplung des hydraulischen Modells mit dem thermischen Modell von Lorenzen

Grafik: Mario René Müller

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