Optimierung der Betriebsführung und Prozessregelung
Die gängigen Simulationsprogramme für energetische Jahresrechnungen arbeiten typischerweise mit Zeitschrittweiten im Stundenbereich. Reale Regler haben aber im allgemeinen wesentlich kürzere Reaktionszeiten (z.B. PI-Regler). Rechenzeitschritte im Bereich dieser Reaktionszeiten sind notwendig, um das Regelungsverhalten wirklichkeitsnah abbilden zu können.
Am Fraunhofer ISE wurde die Simulationsumgebung ColSim zur Untersuchung und Optimierung von Regelungskonzepten in solarthermischen Anlagen entwickelt. ColSim ermöglicht es, die identischen Regelungsalgorithmen der in der Praxis verwendeten Micro-Controller-Regelungen zu benutzen, und unterstützt eine Exportfunktion als Schnittstelle mit Regelhardware. Es steht ein dynamisches Modell für konzentrierende Kollektoren zur Verfügung, mit dessen Hilfe das Kollektorverhalten bei Schwankungen der solaren Einstrahlung (Wolkendurchzug) nachgebildet werden kann. Weiterhin kann der Einfluss der Dynamik des Kollektors (u.a. bei Direktverdampfung) auf einen solar betriebenen Kraftwerksprozess untersucht werden.
Auf der Basis dieser kurzzeitdynamischen Modelle können Regelungskonzepte für reale Kollektoren und Anlagen erarbeitet werden, die primär den sicheren Betrieb gewährleisten. Weiterhin können Betriebsstrategien hinsichtlich maximaler Energieerträge optimiert werden.