Warum nimmt Simulation in der Energiebranche eine immer wichtigere Rolle ein?
Aufgrund der Dezentralisierung des Energiemarktes müssen sich Entwickler und Betreiber immer mehr Herausforderungen stellen. Durch die zunehmende Einspeisung von elektrischer Energie steigen die Ansprüche ans Stromnetz. Wirken nun geänderte Umwelteinflüsse wie zum Beispiel wechselnde Windkraft oder geänderte Sonneneinstrahlung auf das System ein, sind umfangreiche Steuermechanismen notwendig, um Frequenz und Spannung im Gleichgewicht zu halten. MathWorks bietet hier mit der Programmierumgebung Matlab sowie mit der grafischen Entwicklungsebene Simulink eine geeignete Lösung, um schon in der Entwicklungsphase eine Vorhersage über das Systemverhalten während gewissen Betriebssituationen treffen zu können. Damit erreichen wir nicht nur eine Optimierung der Entwicklung, Simulink und Matlab geben auch einen Überblick darüber, an welchen Komponenten und Parametern gezielt gearbeitet werden muss, um eine optimale Reaktion des Systems auf veränderte Umwelteinflüsse, denen dieses ständig ausgesetzt ist, sicherzustellen.
Simulink bietet neben der Simulation auch die Möglichkeit der Verifikation. Wie ist das zu verstehen?
Mit den MathWorks-Tools bieten sich mehrere Möglichkeiten der Verifikation. Eine Möglichkeit ist, Anforderungsdokumente mit dem Modell zu verlinken. Die Verlinkung geht dann nicht nur in das Modell, sondern auch bei Codeerzeugung aus dem algorithmischen Modell in das Anforderungsdokument. Des Weiteren bieten sich mit den MathWorks-Tools statische Analysemöglichkeiten, mit denen man die Einhaltung von Modellierungsrichtlinien überprüfen kann. Auch formale mathematische Algorithmen sind mit Matlab und Simulink möglich. Diese sind zwar sehr abstrakt, liefern aber einen entscheidenden Hinweis auf ein eventuell auftretendes Problem. Auch eine C-Code-Verifikation ist mit den MathWorks-Tools möglich. Der entscheidende Vorteil ist die damit einhergehende Verkürzung der Interaktions-Zyklen. Der Grundgedanke bei der C-Code-Verifikation besteht darin, dass Prozesse, die auf der Modellebene funktionieren, auch auf der Code-Ebene funktionieren. Außerdem bietet sich mit Matlab und Simulink die Möglichkeit der Reglerauslegung. Der Vorteil liegt darin, dass man die Komplexität der Reglerauslegung beherrschbar machen kann.
In welchen Bereichen der regenerativen Energieerzeugung kommen Simulink und Matlab vor allem zum Einsatz?
Prinzipiell sind Matlab und Simulink für jeden Bereich der regenerativen Energieerzeugung relevant. Für einen Entwickler von Anlagen und Geräten hat es oberste Priorität, die höchst mögliche Energieausbeute seines Systems zu erzielen. Dabei muss er sich Problemen wie Sonnen- und Schattenwechsel oder wechselnder Windstärke stellen. Simulink gibt dem Entwickler die Möglichkeit, genau diese Situationen zu simulieren, um das Gerät bis ins letzte Detail für den Praxiseinsatz zu optimieren. Auch in der Elektromobilität spielen die Tools von MathWorks eine wichtige Rolle. Hier helfen sie bei der Entwicklung von umweltschonenden Fahrzeugen und beschleunigen somit den Prozess vom Konzeptfahrzeug zum verbrauchseffizienten Serienmodell. Im Energiehandel werden die MathWork-Tools vor allem bei der Verwaltung von Anlagen verwendet. Besonders im Bereich der Analyse, der Berechnung der Energiewerte oder Entwicklung von Strategien helfen Matlab und Simulink dabei, genaue Werte zu erfassen. Für die Betreiber von Anlagen bieten Matlab und Simulink eine Überwachung des Betriebes. Im Falle eines Windparkes, kann mit Hilfe von Analysen der optimale Standort bestimmt oder die Voraussetzungen für den Anschluss an das Stromnetz sichergestellt werden.
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