Dieses Tutorial zeigt zwei mögliche Wege, mit TOP-Energy die optimale BHKW-Größe zu bestimmen. Die einfache Möglichkeit ist die Strukturoptimierung (Variante 2). Die ausführlichere Möglichkeit ist eine Sensitivitätsanalyse mit Hilfe des Moduls Parameterstudie (bezogen auf Variante 1), die untersucht, wie sich Unterschiede der BHKW-Nennleistung und der damit zusammenhängenden Investitionskosten auf die Dynamische Amortisationszeit, den Kapitalwert und den Cashflow auswirken.
Ist-Fall
Das Schema entspricht dem Ist-Fall aus dem Tutorial 05, in welchem zwei Kessel den Wärmebedarf und ein Stromversorger den Strombedarf decken, aber die Parametrierung unterscheidet sich von Tutorial 05.
Variante 1: BHKW
Das Schema ähnelt dem aus dem Tutorial 60, in welchem ein BHKW mit fester Nennleistung mittels Einschaltreihenfolge wärme- oder stromgeführt betrieben werden kann. In dieser Variante des Tutorials 72 wird jedoch auf einen Notkühler verzichtet, da die Anlage wärmegeführt agieren soll. Die optimale Größe des BHKW wird durch eine Sensitivitätsanalyse in der Parameterstudie ermittelt.
Variante 2: BHKW – Strukturoptimierung
In der Variante 2 wird die optimale Größe des BHKWs durch Strukturoptimierung bestimmt.
Mit der Strukturoptimierung erfolgt die Dimensionierung der Anlagengöße des BHKWs direkt in der Variante. Nachdem Sie die Option Strukturell optimieren im Komponentenribbon (siehe folgende Abbildung) aktiviert haben, ändert sich das Formular Technische Eingabedaten des BHKWs.
Da die Nennleistung berechnet wird, müssen dafür nur eine untere und eine obere Grenze angegeben werden. Die optimale Nennleistung wird in den Technischen Ausgabedaten der strukturell optimierten Komponente, hier des BHKWs, angegeben.
Wird eine Komponente strukturell optimiert, so wird im Simulationsribbon die Gruppe Vorstufe freigeschaltet. Bei kleinen Projekten empfiehlt sich die Option Keine Kompression. Dadurch wird ganzjahresgekoppelt gerechnet, und es ist kein zweistufiger Algorithmus nötig. Bei sehr großen Projekten kann eine Strukturoptimierung ohne Kompressionsstufe zu langen Rechenzeiten führen. Durch die Zeitreihenkompression kann diesem Problem entgegengewirkt werden, die Ergebnisse können jedoch minimal von der tatsächlichen Lösung abweichen.
Parameterstudie
Um die wirtschaftlich optimale Anlagendimensionierung herauszufinden, kann mit dem Modul Parameterstudie eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt werden.
Geben Sie im Formular der Parameterstudie den zu variierenden Parameter an. In diesem Tutorial wird dafür nicht die Wertetabelle verwendet, sondern es werden der untere und obere Grenzwert und die Zahl äquidistanter Stützstellen in diesem Bereich (inklusive der Grenzen) vorgegeben (siehe folgende Abbildung).
In der Parameterstudie wird die Elektrische Nennleistung des BHKWs zwischen dem angegebenen Minimal- (Untere Grenze) und dem Maximalwert (Obere Grenze) variiert. Der zu untersuchende Wertebereich umfasst hier die Nennleistung des BHKWs zwischen 20 und 60 kW. Pro Stützstelle wird eine eigene Optimierung mit den gegebenen Werten durchgeführt.
Unter dem Reiter Ausgabevariablen können Sie die Kennzahlen, die Sie vergleichen wollen, angeben (siehe folgende Abbildung).
Im Tutorial betragen die Spezifischen Investitionskosten für ein BHKW 1,9170 TEUR/kW. Aus dieser Angabe berechnet TOP-Energy den Cashflow, die Amortisationszeit und den Kapitalwert.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der Parameterstudie können in TOP-Energy direkt visualisiert werden. Bei Sensitivitätsanalysen mit zwei oder mehr Einflussfaktoren eignet sich die Website zur Variantenanalyse (https://www.top-energy.de/variantenrechnung). Dort können Sie die CSV-Datei der Parameterstudienergebnisse hochladen und variantenreich mehrdiensional visualisieren.
Die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse werden im Formular der Parameterstudie für jede Variable in einem Diagramm und einer Wertetabelle ausgegeben (siehe folgende Abbildung).
