Einführung
TOP-Energy bietet die Möglichkeit, die optimale Anlagengröße für eine Neuanlage nach verschiedenen Kriterien zu bestimmen. Je nachdem, um welches Energiesystem es sich handelt und für wie viele Anlagen die optimale Größe bestimmt werden soll, stehen zwei unterschiedliche Verfahren zur Verfügung.
Anlagengröße mittels Sensitivitätsanalyse bestimmen
Die einfachste Möglichkeit, die Anlagengröße zu optimieren, ist die Verwendung des Sensitivitätsanalysemoduls 
. Mit Hilfe der Sensitivitätsanalyse kann die Nennleistung einer Anlage oder die Kapazität eines Speichers variiert werden. Dann wird für jede Stützstelle der Variablen Parameter eine Simulation mit einer Wirtschaftlichkeitsbewertung durchgeführt. Als Sensitive Variablen lassen sich die Zielgrößen (Primitive) auswählen (z. B. Dynamische Amortisationszeit, Summe Primärenergieeinsatz, Interner Zinsfuß).
Als Ergebnis erhält man die Größe der Anlage in Abhängigkeit von dem variablen Parameter. Wenn diese Funktion ein Minimum bzw. ein Maximum hat, liegt an dieser Stelle die optimale Anlagengröße.
Das Tutorial Strukturoptimierung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung zeigt den Vorgang. Zum Beispiel wird dort die Größe des BHKW optimiert. Dazu wird die elektrische Nennleistung als variabler Parameter gewählt. Für jede Größe werden eine Simulation, eine Variantenbewertung und ein Variantenvergleich durchgeführt. Anschließend werden der Kapitalwert und die Amortisationszeit der Investition in das BHKW ausgewertet. Die Eingabedaten sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.
Als Ergebnis betrachten wir den Kapitalwert in Abhängigkeit von der Leistung. Der Kapitalwert erreicht bei 59 kW sein Maximum. Demnach ist eine Anlagengröße von 59 kW bezogen auf den Kapitalwert die beste Wahl.
Diskrete Anlagengrößen in der Sensitivitätsanalyse
Wenn die Anlagengröße in der Analyse diskrete Größen annehmen soll, kann man in der Sensitivitätsanalyse diskrete Werte vorgeben. Dann werden, anstatt den Lösungsraum linear abzutasten, die Werte aus der Tabelle eingesetzt und ausgewertet. Die Auswahl ist im folgenden Screenshot dargestellt.
Andere Nennleistungen und Investitionskosten variieren
Im Zuge der Variation des führenden Variablen Parameters (z. B. Elektrische Nennleistung) können auch andere Parameter parallel variiert werden. Dies ist zum Beispiel sinnvoll, wenn der Wirkungsgrad von der Nennleistung der Anlage abhängig ist. Wenn also zum Beispiel der elektrische Wirkungsgrad mit steigender Größe des BHKW wächst, können im eSensitivity als zweiter und dritter Parameter der Elektrische Nennwirkungsgrad und die Brennstoffnennleistung (vgl. die Eingabedaten der Komponente) ausgewählt und die zu den jeweiligen Nennleistungen gehörenden Start- und Endwerte eingegeben werden. Die Auswahl ist im folgenden Screenshot dargestellt.
Anlagengröße mittels Strukturoptimierung bestimmen
Die optimale Anlagengröße kann mit Hilfe einer Strukturoptimierung als Alternative zur Sensitivitätsanalyse gefunden werden. Die Strukturoptimierung bietet sich insbesondere dann an, wenn mehrere Anlagen simultan optimiert werden sollen. Dies ist mit einer Sensitivitätsanalyse nicht möglich, weil diese nur einen Parameter (und, wie oben beschrieben, die dazu direkt proportionalen Parameter) variieren kann.
Für die Strukturoptimierung gibt es einen eigenen Satz von Komponenten, bei denen die Nennleistung nicht vorgegeben, sondern optimiert wird. Die Strukturoptimierung ist im folgenden Artikel Funktionsweise der Strukturoptimierung detailliert beschrieben.
Der Prozess ist ebenfalls im Tutorial Strukturoptimierung der Kraft-Wärme-Kopplung beschrieben. In dem Tutorial werden die optimalen Anlagengrößen für eine Absorptionskältemaschine und ein BHKW gesucht. Dazu werden die Komponenten AKM_opt und BHKW_opt aus den jeweiligen Unterordnern Strukturoptimierung verwendet. Bei diesen wird die Nennleistung nicht vorgegeben, sondern durch eine Optimierung ermittelt.
Ein Nachteil der Strukturoptimierung ist die etwas schwierigere Parametrierung des Teillastverhaltens, denn dieses kann nur über relative und nicht über absolute Teillasten vorgegeben werden. Des Weiteren steht der KWK-Zuschlag nicht für die Strukturoptimierung zur Verfügung, da dieser von der Anlagengröße abhängig ist.
