Energiemanagementsysteme

Nummer

ems

ECTS

3.0

Anspruchsniveau

advanced

Inhaltsübersicht

Intelligente Energiesysteme spielen eine wesentliche Rolle für die Energieversorgung in der Zukunft mit Fokus auf erneuerbare Energien. Es geht um die Kopplung der Sektoren Stromnetze, Gebäude, Elektromobilität und weiterer Anwendungen im elektrischen sowie thermischen Bereich. Zentrales Element sind verteilte Energiemanagementsysteme, welche die «Prosumer» steuern und mit dem Stromnetz kommunizieren.

Energiemanagementsysteme (EMS), Funktion und Algorithmen, Eigenverbrauchsoptimierung, Lastmanagement, Peak Shaving, netzdienliche Regelung, Model Predictive Control (MPC), usw.
Monitoring-Systeme zur Echtzeitüberwachung von Energieflüssen und -Verbrauchswerten.
«Smarte» Technologien wie Smart Building, Smart Grid, Vehicle-To-Grid usw. sowie deren Kopplung untereinander
Integration von Photovoltaik-Anlagen, Wärmepumpen, Elektromobil-Ladestationen und diverse Verbraucher in aktive EMS
Projektablauf von der Gesamtplanung eines EMS über die Inbetriebnahme aller Teilsystem bis zur Betriebsoptimierung
Kommunikationstechnologien (digitale Bussysteme) und Standards
Gesetzliche und rechtliche Entwicklungen in der CH wie Zusammenschlüsse zum Eigenverbrauch (ZEVs), Lokale Elektrizitätsgemeinschaften (LEGs), usw
Durchführung einfacher Wirtschaftlichkeitsberechnungen für ZEV-Systeme
Betrachtung von Anreizsystemen wie dynamischen Stromtarifen, Real Time Pricing, netzdienliche Vergütungssysteme, usw.
Marktübersicht zu EMS-, ZEV-Abrechnungssystemen sowie weiteren heute verfügbaren Lösungen.
Der Stoff wird anhand von zahlreiche Praxisbeispielen aus realen Installationen vermittelt.
Übungen in Testlaboren an der FHNW: SmartGridready-Testlabor, Prosumer-Lab
Durchführung von Simulationen für energietechnische Systeme mit geeigneten Tools

Lernziele

Die Studierenden kennen die wesentlichen Kennzahlen und Begriffe, welche zur Optimierung verwendet werden (z.B. Eigenverbrauchsgrad, Autarkiegrad, Effizienz, Netzbezug, Netzdienlichkeit, Flexibilität, Verfügbarkeit, usw.)
Die Studierenden verstehen die grundsätzliche Funktionsweise eines EMS und können die grundlegenden Algorithmen anwenden sowie parametrieren. Sie kennen auch weitergehende, prognosebasierte Algorithmen (MPC).
Die Studierenden haben eine Übersicht zu den aktuellen Entwicklungen bei den «smarten» Technologien und können daraus eigene Lösungsansätze entwickeln.
Die Studierenden wissen konkret, wie man Produzenten und Verbraucher wie Wärmepumpen, Elektromobil-Ladestationen usw. in ein EMS einbindet. Sie können entsprechende Schemen zeichnen.
Die Studierenden können eine Planung, Konfiguration und Inbetriebnahme eines einfachen EMS mit all seinen Interaktionen durchführen (Systemintegration).
Die Studierenden kennen die wesentlichen Kommunikationstechnologien und Standards. Sie können diese fachgerecht auf die jeweiligen Komponenten anwenden.
Die Studierenden kennen die gesetzlichen und rechtlichen Grundlagen für ZEVs, LEGs oder weitere Entwicklungen im CH Strommarkt.
Die Studierenden können einfache Wirtschaftlichkeitsberechnungen für EMS, ZEVs inkl. Amortisationsrechnungen durchführen.
Die Studierenden können die aktuellen Produkte auf dem Markt beurteilen und auf eigene Projekte anwenden.
Die Studierenden können zukünftigen Entwicklungen einschätzen und einordnen, sowie eigene Lösungsansätze erschaffen.

Empfohlene Vorkenntnisse

Regelungstechnik Grundlagen rtGLU / rtGL
Elektrotechnik Grundlagen eltU / etGL
Elektrische Energietechnik Grundlagen eletU (für EUT)

Leistungsbewertung

Erfahrungsnote