Hensel, Piet: Optimierung des Ausbaus von Nah- und Fernwärmenetzen unter Berücksichtigung eines bestehenden Gasnetzes. 2013
Inhalt
- 1 Einführung
- 2 Der Wärmemarkt
- 2.1 Struktur des Wärmemarktes
- 2.2 Entwicklung des Wärmebedarfs
- 2.3 Zeitlicher Verlauf des Wärmebedarfs
- 2.4 Energiepreise
- 3 Gas- und Wärmeversorgung
- 3.1 Zentrale Wärmeerzeugung
- 3.2 Energietransport
- 3.3 Dezentrale Wärmeerzeugung und Haustechnik
- 3.3.1 Erdgaskessel
- 3.3.2 Ölkessel
- 3.3.3 Holzpellet-Heizungen
- 3.3.4 Wärmepumpen
- 3.3.5 Mikro- und Mini-KWK
- 3.3.6 Fernwärme
- 3.4 Berechnung der \co -Emissionen
- 4 Planungs- und Optimierungsaufgabe
- 4.1 Planungsebenen
- 4.2 Planungsaufgabe
- 4.2.1 Ermittlung des Absatzpotentials
- 4.2.2 Trassierung
- 4.2.3 Technische Auslegung von Fernwärmenetzen
- 4.2.4 Wirtschaftlichkeitsbewertung
- 4.3 Optimierungsaufgabe
- 5 Theoretische Grundlagen
- 5.1 Notation und Symbolik
- 5.2 Formale Beschreibung der Optimierungsaufgabe
- 5.3 Steiner-Graph-Probleme
- 5.3.1 Das Steiner-Baum-Problem
- 5.3.2 Das Steiner-Baum-Problem in gerichteten Graphen
- 5.3.3 Das Knoten-Gewichtete Steiner-Baum Problem
- 5.3.4 Das allgemeine Steiner-Problem in Graphen
- 5.3.5 Das Mehrperiodige Steiner-Graph Problem
- 5.4 Das Kapazitätsbeschränkte Netzwerkentwurfsproblem
- 5.5 Lösungsverfahren
- 6 Stand der Technik
- 6.1 Steiner-Graph Probleme
- 6.1.1 Approximationsalgorithmen
- 6.1.2 Heuristiken
- 6.1.3 Mathematische Optimierung
- 6.1.4 Preprocessing
- 6.2 Das Kapazitätsbeschränkte Netzwerkerweiterungsproblem
- 6.3 Praktische Optimierungsansätze im Fernwärmeausbau
- 6.4 Handlungsbedarf
- 7 Optimierungsmodell
- 8 Numerische Ergebnisse
- 8.1 Implementierung
- 8.2 Modellinstanzen
- 8.3 Strukturelle Eigenschaften der Modellinstanzen
- 8.4 Berechnungsergebnisse
- 8.5 Verbesserungsansätze
- 8.6 Bewertung
- 9 Fallstudie
- 9.1 Ausgangssituation und Aufgabenstellung
- 9.2 Datengrundlagen
- 9.3 Untersuchungsgebiet
- 9.4 Rahmenbedingungen
- 9.5 Szenarien
- 9.6 Wirtschaftlichkeitsbewertung
- 9.7 Optimierung des Netzausbaus
- 9.8 \co -Bewertung
- 9.9 Bewertung der Ergebnisse
- 10 Zusammenfassung und Ausblick
- Literaturverzeichnis