Energiemanagement



Einleitung

Für die Energieeffizienz und Auslegung der Flugzeugsysteme haben die Betriebsstrategien eine immer stärkere Bedeutung. So kann ein Energiemanagement Algorithmus die Energieeffizienz eines Systems erhöhen indem in jedem Betriebspunkt die optimale Aufteilung auf Quellen elektrischer Leistung oder Kälteleistung gewählt wird.

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Im Vergleich zu Land- oder Wasserfahrzeugen spielt das Gewicht der Komponenten und Systeme bei Luftfahrtzeugen eine entscheidende Rolle. Es können die elektrischen und thermischen Lasten so beeinflusst werden, dass Lastspitzen vermieden werden, um damit Gewicht durch eine geringere Dimensionierung des Erzeuger- und Verteilnetzes zu reduzieren. Demnach ist es sinnvoll, die Betriebsstrategien schon beim Entwurf der Architekturen zu berücksichtigen.

Weiterhin  kann Potenzial aus der Dynamik der Systeme erschlossen werden. Es lassen sich in vielen Situationen Speichereffekte ausnutzen, um die installierte Leistung weiter zu reduzieren.

Eingesetzte Methoden

Die hierfür eingesetzten Methoden umfassen die Modellierung und Simulation der Systeme und dabei insbesondere deren Dynamik. Ein konkretes Verständnis und Wissen über die Systeme ist dabei notwendig, um deren Verbesserungspotenzial zu erkennen.

Die optimalen Betriebsstrategien können mit computerbasierten Algorithmen ermittelt werden und dadurch schnell an neue Randbedingungen und Systeme angepasst werden.

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Eine besondere Bedeutung haben hierbei die Ökonomischen Modelle. Für jede Komponente des Energiesystems, wie etwa Lasten oder Quellen, werden Preis-Leistungs-Kennlinien bereitgestellt, die vordefinierten Regeln folgen. Diese Methode ermöglicht eine intuitive und einfache Entwicklung eines Energie Managements. Es können ohne großen Rechenaufwand verschiedene Kriterien wie Energieeffizienz oder Last-Prioritäten über einen fiktiven Preis einfach berücksichtigt werden. Dabei lassen sich auch thermisch träge Lasten durch ein dynamisches Time Shifting ausnutzen, ohne deren Verfügbarkeit zu reduzieren.

Ausgewählte Veröffentlichungen

  • Schlabe, D., and Lienig, J., “Energy Management of Aircraft Electrical Systems - State of the Art and Further Directions,” International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion (ESARS), Italy, October 2012
  • Schlabe, D., and Zimmer, D., “Model-Based Energy Management Functions for Aircraft Electrical Systems,” SAE Power System Conference, Phoenix – USA, October 2012

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