Dieses Tutorial zeigt die Betriebs- und Strukturoptimierung eines saisonalen Brennstoffspeichers. Betrachtet wird ein Gewerbegebiet mit Wärme- und Strombedarf sowie einem PV-Park.
Ist-Fall
Im Referenzfall deckt das Gewerbegebiet seinen Strombedarf teilweise mit seinem Photovoltaikpark von insgesamt 1,84 MWpeak (aufgeteilt in die Anlagen Ost und West) und seinen Wärmebedarf mit einem gasbetriebenen Heißwasserkessel.
Varianten mit ganzjahresgekoppelter Nebenbedingung
In den Varianten wird Wasserstoff mit einer Power-to-Gas-Anlage produziert und saisonal gespeichert. Die saisonale Speicherung ist eine ganzjahresgekoppelte Nebenbedingung. Daher wird der zweistufige Optimierungsalgorithmus verwendet.
Die Auswirkungen der Optimierung lassen sich anhand der Kennzahl Autarkiegrad bewerten. Die ökonomischen Werte, insbesondere des günstigen Kavernenspeichers, sind so gewählt, um die Funktion des Tutorials zu unterstützen.
Variante mit saisonalem Wasserstoffspeicher
Die Variante Saisonaler H2-Speicher enthält zusätzlich zu den Anlagen des Referenzfalls eine Kombination aus Power-to-Gas, einem Kavernenspeicher und einer Brennstoffzelle. Die Power-to-Gas-Anlage erzeugt mit dem überschüssigen Photovoltaikstrom Wasserstoff, der in dem Brennstoffspeicher saisonal gespeichert wird (siehe folgende Abbildung).
Der elektrische Tagesspeicher verbessert die Ausnutzung der Power-to-Gas-Kapazität zusätzlich.
Variante mit optimalem saisonalem Wasserstoffspeicher
Die Variante Optimaler H2-Speicher basiert auf der Variante H2-Speicher und optimiert zusätzlich die Größe des Brennstoffspeichers mittels Strukturoptimierung.
