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Besonderheiten strukturoptimierter Komponenten

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Allgemeine Informationen über strukturoptimierte Komponenten

Eine Vielzahl von Komponenten in TOP-Energy kann zusätzlich als Komponente für die Strukturoptimierung fungieren. Bei diesen Komponenten ist der Button Strukturell optimieren im Komponentenribbon in der Gruppe Features aktiv (siehe folgende Abbildung). Mit diesem Button wird eine Komponente in eine Strukturoptimierungskomponente umgewandelt.

Strukturoptimierungskomponenten gibt es in den Kategorien

  • Brennstoffversorgung,
  • Dampfversorgung,
  • Erneuerbare Energieträger,
  • Gekoppelte Erzeugung,
  • Kälteversorgung,
  • Stromversorgung und
  • Wärmeversorgung.

Strukturoptimierungskomponenten können im Schema durch das Overlay-Symbol für Strukturoptimierung gekennzeichnet werden (siehe folgende Abbildung).

Technische Eingabedaten

In den Technischen Eingabedaten der Strukturoptimierungskomponenten sind im Gegensatz zu herkömmlichen Komponenten Minimale und Maximale Nennleistungen zu hinterlegen. Diese bestimmen den Bereich, in welchem die Dimensionierung der Designvariablen durchgeführt wird. Je nach Komponente handelt es sich dabei um die thermische oder elektrische Nennleistung oder die Anschlussleistung von Brennstoffversorgern: beim BHKW und bei der Stromquelle ist es z. B. die Elektrische Nennleistung, bei der AKM die Kälteleistung, bei Photovoltaik die Minimale und Maximale Kollektorfläche).

Die Angabe einer (positiven) minimalen Nennleistung führt nicht zwangsläufig dazu, dass die Anlage tatsächlich in das optimierte System eingebunden wird. Dies geschieht nur dann in jedem Fall, wenn die Option Anschaffung verpflichtend selektiert ist (siehe die folgende Abbildung).

Die unbekannten Nennleistungen der Anlagen führen dazu, dass das Teillastverhalten als relative Kennlinie zu hinterlegen ist. Hierbei entspricht der Wert 1 der Nennleistung. Die Kennlinie sollte die Punkte (0,0) und (1,1) verbinden. Deshalb enthält die erste Zeile immer 0/0 und die letzte Zeile 1/1.

Wirtschaftliche Eingabedaten

In den Wirtschaftlichen Eingabedaten werden die Daten zur Berechnung der Kostenfunktion hinterlegt. In der Strukturoptimierung werden nur die Investitionskostenfunktionen und nicht die Fixen Investitionskosten berücksichtigt.

Fügen Sie die Investitionskosten als notwendige Eingabedaten der Strukturoptimierung in Form einer Investitionskostenfunktion hinzu (siehe folgende Abbildung). Geben Sie die Betriebskosten in Abhängigkeit von den Investitionskosten vor (Betriebskosten pro Investitionskosten, Investitionsspezifische Betriebskosten).

Die Investitionskosten werden je nach Komponente in Abhängigkeit von der Nennleistung, der Kollektorfläche (Konzentrierende Kollektoren) oder dem Nennmassenstrom (Dampferzeuger) eingegeben. Diese Kosten sind zentraler Bestandteil der Zielfunktion in der Strukturoptimierung und bestimmen damit wesentlich das Ergebnis der Dimensionierung. Der Definitionsbereich der Investitionskostenfunktion muss mindestens den Bereich zwischen Null und maximaler Nennleistung (0,0; 1,1) abdecken. Gleiches gilt für die Reinvestitionskosten.

Fixe Investitionskosten fließen unabhängig von der Strukturoptimierung auch in das Ergebnis ein, wenn die Auslegungsgröße der Komponente gleich null ist, d. h. die Komponente gar nicht implementiert wird. Deshalb sollten Sie Investitionskosten unbedingt als Investitionskostenfunktion vorgeben.

Fixe Betriebskosten, die unabhängig von den Investitionskosten vorgegeben sind, fließen auch in das wirtschaftliche Ergebnis ein, wenn die Komponente gemäß der Strukturoptimierung gar nicht realisiert wird, d. h. die Auslegungsgröße gleich null ist. Daher sollten Sie diese Eingabe vermeiden. Die Anlagengröße wird in Abhängigkeit von den Betriebskosten pro Energie, Betriebsstunde oder Investitionskosten berechnet, welche sowohl in die Struktur- als auch die Betriebsoptimierung eingehen.

Die voreingestellten Werte sind nur Beispielwerte, die lediglich einer groben Orientierung dienen. Sie müssen durch die tatsächlichen Werte der zu simulierenden Anlagen, die Sie von den Anbietern oder Herstellern erhalten, ersetzt werden.
Um in der Strukturoptimierung Preissteigerungsraten und Reinvestitionskosten zu berücksichtigen, werden bei Aktivierung der Jahresübergreifenden Preisänderung die Preise während der Simulation auf das Startjahr auf- oder abgezinst.
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