Advances in Energy Power and Automation Engineering

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Energy Utilization Management and System Optimization

   1. Frontmatter

   2. Sensitivity Analysis of Stratigraphic Parameters on the Yield of CO2-Enhanced Geothermal Systems

      Bin Liu, Chunyang Feng, Kaiwen Hu

      Dieses Kapitel vertieft die Sensitivitätsanalyse stratigraphischer Parameter für den Ertrag CO2-erhöhter geothermischer Systeme (EGS), wobei der Schwerpunkt auf dem trockenen heißen Gesteinskörper Qiabuqia im Republikanischen Becken liegt. Die Studie verwendet ein 3D-Modell diskreter Klüftungsnetzwerke mit THM-Kopplung, um die Migration von CO2-EGS und ihre Sensitivität zu untersuchen. Schlüsselergebnisse zeigen, dass die Durchlässigkeit der Gesteinsmatrix und die Bruchöffnung entscheidende Parameter für die thermische Durchbruchszeit sind, während die Nettowärmeproduktionsrate in erster Linie durch die Durchlässigkeit der Gesteinsmatrix, die Bruchöffnung und die anfängliche Temperatur des Reservoirs beeinflusst wird. Die Analyse beleuchtet auch die Rolle der Gesteinsdichte, der spezifischen Wärmekapazität, des Wärmeausdehnungskoeffizienten und des ursprünglichen Reservoir-Drucks. Die Plackett-Burman-Methode wird zur Sensitivitätsanalyse eingesetzt, und die Ergebnisse werden durch numerische Simulationen validiert. Diese Forschungsergebnisse liefern wertvolle Einsichten in die Optimierung der Leistung von CO2-EGS und machen es zu einer überzeugenden Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   3. Temporal and Spatial Downscaling of Wind Forecast of New Energy Stations Based on an Optimal Frequency Bias Algorithm

      Gang Liu, Dongmei Yang, Wenjie Ye, Yize Yang

      Dieses Kapitel geht der entscheidenden Aufgabe nach, die Windgeschwindigkeitsprognosen für neue Energiestationen zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf der zeitlichen und räumlichen Herunterskalierung von Prognosen unter Verwendung des optimalen Frequency-Bias-Algorithmus (OFB) liegt. Die Studie unterstreicht die Bedeutung präziser Windgeschwindigkeitsprognosen für die Aufrechterhaltung der Stabilität des Stromnetzes und die Senkung der Betriebskosten. Durch den Einsatz des OFB-Algorithmus erzielt die Forschung signifikante Verbesserungen bei der Vorhersagegenauigkeit, insbesondere bei höheren Windgeschwindigkeiten. Das Kapitel untersucht auch die periodischen Schwankungen der Prognoseleistung, die durch tagtägliche Schwankungen der Windgeschwindigkeit beeinflusst werden. Darüber hinaus zeigt die Studie die Effektivität von Downscaling-Methoden bei der Korrektur systematischer Verzerrungen in numerischen Wettervorhersagemodellen (NWP). Der Einsatz von ERA5-Reanalysedaten zur Ergänzung fehlender Stationsmessungen gewährleistet verlässliche Trainingsdaten für die Downscaling-Algorithmen. Insgesamt liefert die Forschung wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Windkraftvorhersagen und unterstützt den sicheren und stabilen Betrieb der Stromnetze.

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   4. Study on Signal Noise Reduction Based on Wavelet Threshold Technique

      Bohui Zhang, Jinlong Wang, Xiang Zheng

      Dieses Kapitel vertieft sich in die kritische Frage der Reduzierung des Signalrauschens in elektrischen Geräten, wobei der Schwerpunkt auf der Wellenschwellentechnik liegt. Es beginnt mit einer Einführung in lokale Abwasserphänomene, die die Leistung der Geräte beeinträchtigen und zu Sicherheitsrisiken führen können. Der Text untersucht dann die Prinzipien der Wellenanalyse, einschließlich der Auswahl der Wellenfunktionen und des Prozesses der Wellenumwandlung. Ein wesentlicher Höhepunkt ist der Vergleich traditioneller harter und weicher Schwellenfunktionen, der zur Entwicklung einer erweiterten Schwellenfunktion führt, die eine überlegene Glätte bietet und die Wirksamkeit entlarvt. Das Kapitel behandelt auch die Bedeutung der Auswahl der richtigen Wellenbasen und Schwellenmethoden für optimale Ergebnisse. Praktische Anwendungen und MATLAB-Simulationen bestätigen die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methoden. Am Ende werden die Leser ein umfassendes Verständnis davon gewinnen, wie Wellenschwellentechniken die Signalqualität und -genauigkeit signifikant verbessern können, was sie zu einer unverzichtbaren Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet macht.

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   5. Neural Network PID-Based Frequency Control Strategy for Energy Storage Participating Loads

      JunJie Lv, Hong Wang, Zhijie Wang

      Dieses Kapitel befasst sich mit der entscheidenden Rolle der Lastfrequenzregelung (Load Frequency Control, LFC) bei der Aufrechterhaltung der Stabilität von Stromsystemen, insbesondere in China, wo thermische und Wasserkraft dominieren. Die Studie stellt eine PID-basierte Frequenzregelungsstrategie für neuronale Netzwerke vor, um die Beschränkungen herkömmlicher PID-Controller zu beheben, wobei der Schwerpunkt auf Energiespeichersystemen zur Verbesserung der Frequenzregulierung liegt. Zu den zentralen Themen zählen die Modellierung traditioneller Energiesysteme, die Charakterisierung und Modellierung von Energiespeichern und die Implementierung einer neuronalen netzwerkbasierten PID-Steuerungsmethode. Das Kapitel präsentiert außerdem Fallstudien und Simulationsergebnisse, die die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Strategie bei der Verbesserung der Frequenzregulierung und der Verkürzung der Systemregulierungszeit aufzeigen. Die Schlussfolgerung hebt die erfolgreiche Integration der Energiespeicherung mit neuronalen Netzwerk-PID-Controllern hervor und bietet eine vielversprechende Lösung für moderne Energiesysteme.

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   6. A Small Sample Load Recognition Method Incorporating SE Attention Mechanism

      Junwei Zhang, Zhukui Tan, Bin Liu, Jipu Gao

      Dieses Kapitel untersucht einen bahnbrechenden Ansatz zur Lasterkennung und adressiert die Herausforderungen kleinen Lernens im benutzerseitigen Energiemanagement. Die vorgeschlagene Methode integriert den Squeeze-and-Excitation-Aufmerksamkeitsmechanismus (SE) in ein neuronales Netzwerkmodell und verbessert damit seine Fähigkeit, sich auf entscheidende Merkmalskanäle zu konzentrieren, deutlich. Durch die Erstellung farbiger V-I-Trajektorenkarten aus Spannungs- und Stromsignalen erreicht das Modell eine verbesserte Genauigkeit und verringerte Verluste bei der Lastidentifikation. Experimentelle Ergebnisse des WHITED-Datensatzes zeigen eine 4,5% ige Erhöhung der Erkennungsgenauigkeit bei der Verwendung des SE-Aufmerksamkeitsmechanismus, was seine Effektivität in kleinen Lernszenarien unterstreicht. Das Kapitel behandelt auch den praktischen Einsatz von Lasterkennungsmodellen und betont die Bedeutung der Anpassung an die Daten der realen Nutzer. Diese innovative Methode bietet eine vielversprechende Lösung, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Lasterkennung in Energiemanagementsystemen zu verbessern.

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   7. Research on Optimization Configuration of Distributed Integrated Energy System Based on Latin Hypercube Method

      Huang Ao

      Dieses Kapitel befasst sich mit der Optimierung dezentraler integrierter Energiesysteme (IES), die die Bereitstellung von Strom, Wärme und Wasserstoff kombinieren, um die Energieeffizienz zu maximieren. Die Studie stellt die lateinische Hypercube-Methode zur Probenahme und konvexen Optimierung vor, um eine globale Optimierung zu erreichen, wobei der Schwerpunkt auf dem Ausgleich von Investitions- und Betriebskosten liegt. Eine Fallstudie eines Industrieparks in China zeigt die Effektivität der vorgeschlagenen Methoden und zeigt erhebliche Kosteneinsparungen und eine verbesserte Wirtschaftsleistung. Das Kapitel vergleicht auch die lateinische Hypercube-Methode mit der traditionellen Monte-Carlo-Probenahme und hebt die Vorteile der Ersteren hinsichtlich Effizienz und umfassender Probenahme hervor. Die Ergebnisse liefern wertvolle Einblicke in die optimale Konfiguration der IES-Komponenten und bieten eine praktische Lösung für Entscheidungsträger in der Energieplanung.

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   8. Numerical Simulation and Defect Optimization in CZTSSe Solar Thin-Film Cells Implementing MoS2 as HTL Layer

      Tao Wang, Yuming Xue, Luoxin Wang, Tianen Li, Hongli Dai

      Dieses Kapitel befasst sich mit der numerischen Simulation und Defektoptimierung von CZTSSe-Solardünnschichtzellen, wobei der Schwerpunkt auf der Implementierung von MoS2 als Lochtransportschicht (HTL) liegt. Die Studie zielt darauf ab, den Wirkungsgrad dieser Zellen durch Optimierung des Dickenverhältnisses von CZTSSe zu MoS2 und Analyse des Einflusses der Defektdichte auf die Leistungsfähigkeit zu steigern. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die Bestimmung des optimalen Dickenverhältnisses für maximale PCE, der signifikante Einfluss der Defektdichte auf den Transport und die Rekombination von Trägern und die entscheidende Rolle von Grenzflächendefekten bei der Effizienz von Solarzellen. Das Kapitel schließt mit optimierten Messgrößen der Batterieleistung, die wertvolle Hinweise für experimentelle Arbeiten an leistungsstarken CZTSSe-Solarzellen liefern.

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   9. The Solar Cell Performance Parameters of CuI as a Hole Transport Layer Were Analyzed by SCAPS-1D

      Jiawei Shen, Yuming Xue, Luoxin Wang, Tianen Li, Hongli Dai

      In diesem Kapitel wird das Potenzial von Kupferjodid (CuI) als Lochtransportschicht (HTL) untersucht, um die Leistung von Solarzellen zu steigern, insbesondere solcher, die auf Kupfer-Zinkzinnsulfid (CZTS) basieren. Die Studie verwendet die Simulationssoftware SCAPS-1D, um die Auswirkungen einer Variation der Dicke der CZTS- und CuI-Schichten auf wichtige Leistungsparameter wie Leerlaufspannung (V _ OC), Kurzschlussstromdichte (J _ SC), Füllfaktor (FF) und Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung (PCE) zu analysieren. Die Forschung identifiziert das optimale Dickenverhältnis von CZTS- zu CuI-Schichten, was den Wirkungsgrad der Solarzellen erheblich beeinflusst. Zusätzlich untersucht das Kapitel die Auswirkungen der Defektdichte innerhalb der CZTS-Schicht und an der CZTS / CdS-Schnittstelle und zeigt, wie die Kontrolle dieser Defekte die Leistung von Solarzellen weiter verbessern kann. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aufrechterhaltung der Defektdichte innerhalb bestimmter Grenzen entscheidend ist, um eine hohe Effizienz zu erreichen. Die Studie schließt mit optimierten Parametern für die Solarzellenstruktur ab, die eine Roadmap für zukünftige Forschungen zur Entwicklung leistungsfähigerer CZTS-Solarzellen darstellen.

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   10. The Influence of Two Flow Control Methods on the Anti-Wind Sand Erosion Wear of Airfoils

       Yuantian Xue, Yongxiang Li, Hongtian Zhang

       In diesem Kapitel wird der Einfluss zweier unterschiedlicher Strömungsregelungsmethoden - modernste Winglets und Zylinder - auf den Verschleiß von Tragflächen gegen Wind und Sand untersucht, die wichtige Bestandteile von Rotorblättern von Windkraftanlagen sind. Die Studie untersucht sorgfältig, wie diese Methoden die aerodynamische Leistung und Erosionsbeständigkeit von Profilen beeinflussen, wobei sie das Profil NACA0012 als Benchmark heranzieht. Durch fortschrittliche numerische Simulationen und experimentelle Daten zeigen die Forschungen, dass sowohl modernste Winglets als auch Zylinder die aerodynamische Effizienz und Verschleißfestigkeit von Profilen signifikant steigern. Insbesondere zeigt die neueste Zylindermethode einen überlegenen Schutz vor Erosion und Verschleiß, insbesondere bei verschiedenen Angriffswinkeln. Die vergleichende Analyse hebt die bessere aerodynamische Leistung des Spitzenflügels und die verbesserte Erosionsbeständigkeit des Spitzenzylinders hervor und bietet wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Haltbarkeit und Effizienz von Windkraftanlagen in sandigen Umgebungen.

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   11. Tannic Acid/Polyurethane-Laminated Coatings for the Stability of Metal Anodes in Aqueous Zinc-Ion Batteries

       Liteng Qiao, Jie Liu

       Dieses Kapitel untersucht die Stabilität von Metallanoden in wässrigen Zink-Ionen-Batterien und konzentriert sich dabei auf die Herausforderungen durch Dendritenbildung und Korrosion. Die Studie stellt eine neuartige Gerbsäure / Polyurethan-Laminierung vor, die mittels eines schrittweisen Spin-Coating-Verfahrens aufgebracht wird. Die zweischichtige Struktur der Beschichtung, mit Gerbsäure in der Nähe der Zinkelektrode und Polyurethan gegenüber dem Elektrolyten, adressiert Schlüsselthemen wie Wasserstoff-Evolutionsreaktion (HER) und Korrosion. Das Kapitel hebt die Fähigkeit der Beschichtung hervor, das Eindringen von Wassermolekülen in die Zinkelektrode zu verhindern und damit die Zyklusstabilität und -leistung der Batterie zu verbessern. Experimentelle Ergebnisse zeigen die außergewöhnliche Zyklusstabilität der beschichteten Zinkanode über 1200 Stunden bei einer Stromdichte von 1 mA cm ² und einer im Vergleich zu unbeschichteten Anoden deutlich höheren Kapazität von 271,6 mAh g-1 bei 0,2 A g-1. Die Studie untersucht auch die Auswirkungen der Beschichtung auf die Leistungsfähigkeit und Zyklenstabilität der vollen Batterie und liefert eine umfassende Nutzenanalyse. Dieser innovative Ansatz bietet eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der Sicherheit und der elektrochemischen Eigenschaften von Zink-Ionen-Batterien und ist daher eine wertvolle Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   12. Cost–Benefit Optimization Analysis of Proper Utilization Rate of Provincial Renewable Energy

       Jing Wan, Fen Cao, Anyuan Yang, Jinrui Tang, Shuang Xu, Rui Chen

       Dieses Kapitel konzentriert sich auf die Kosten-Nutzen-Optimierung der richtigen Auslastung erneuerbarer Energien in Chinas provinziellen Energiesystemen. Darin werden die Herausforderungen der Integration erneuerbarer Energiequellen in das bestehende Stromnetz und die Strategien zur Maximierung ihres Verbrauchs untersucht. Die Analyse umfasst die Entwicklung eines Nutzungsmodells für erneuerbare Energien, das Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage sowie die Rolle flexibler Ressourcen wie Energiespeicher, nachfrageseitige Maßnahmen und virtuelle Kraftwerke. Das Kapitel enthält auch eine detaillierte Fallstudie einer zentralen Provinz, die den Einfluss flexibler Ressourcen auf die Nutzungsraten erneuerbarer Energien aufzeigt. Die Ergebnisse unterstreichen die signifikante Verbesserung der Nutzung erneuerbarer Energien bei flexiblen Ressourcen und unterstreichen die Bedeutung strategischer Planung und Investitionen in flexible Ressourcen, um eine höhere Nutzungsrate zu erreichen. Die Schlussfolgerung unterstreicht die Notwendigkeit eines ausgewogenen Ansatzes zur Integration erneuerbarer Energien, der sowohl die technischen als auch die wirtschaftlichen Aspekte berücksichtigt, um den effizienten und wirtschaftlichen Betrieb des Stromsystems sicherzustellen.

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   13. Water Partial Discharge Detection via Interferometry

       Junjie Chen, Wenjing Wang

       Dieses Kapitel untersucht die Erkennung von Teilentladungen (PD) in Flüssigkeiten mittels Interferometrie, einer Methode, die photoelektronische und mechanische Messtechnologien kombiniert. Die Studie konzentriert sich auf die theoretische Analyse von Interferenz und Phasenverteilung, den Versuchsaufbau mit einem Michelson-Interferometer und einem Blitzstoßgenerator sowie die Ergebnisse, die bei der Anwendung unterschiedlicher Pulsspannungen auf Wasser und Salzwasser erzielt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass der Spitzenwert der Phasenverteilung mit der Spannung ansteigt und nach der Entladung höher ist, was auf die Größe des PD hindeutet. Dieser neuartige Ansatz bietet eine neue Richtung für die Online-Überwachung und Fehleranalyse von Hochspannungsanlagen und trägt zu höherer operativer Effizienz und wirtschaftlichem Nutzen bei. Das Kapitel gibt einen detaillierten Überblick über den experimentellen Prozess, einschließlich des Einsatzes eines He-Ne-Lasers und einer CCD-Kamera zur Datenerfassung, und präsentiert Phasenprofil- und Spitzenwertänderungen vor und nach der Entladung. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial interferometrischer Methoden zur Verbesserung der Genauigkeit und Sensitivität der PD-Erkennung in Flüssigkeiten und machen sie zu einer wertvollen Ressource für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   14. Interactive Management Strategy of Virtual Power Plants Based on Carbon Demand Response

       Jiapei Liu, Wenwen Qin, Chao Yue

       Dieses Kapitel stellt eine interaktive Managementstrategie für virtuelle Kraftwerke (VPPs) vor, die sich auf die Minimierung von Kohlenstoffemissionen durch die Reaktion auf die Kohlenstoffnachfrage (Carbon Demand Response, CDR) konzentriert. Die Studie untersucht den Einsatz dynamischer Emissionsfaktoren zur Steuerung des Energieverbrauchs und zielt darauf ab, die CO2-Bilanz wirksam zu verringern. Das Kapitel gliedert sich in mehrere Schlüsselthemen: die Einführung eines kohlenstoffarmen Energiemanagements, Systemmodelle mit Schwerpunkt auf Energieangebot und -nachfrage, die CDR-Managementmethode auf Grundlage dynamischer Emissionsfaktoren und eine detaillierte Simulationsanalyse. Die Simulationsanalyse beinhaltet ein VPP in einer nordchinesischen Gemeinde während der Heizperiode unter Berücksichtigung verschiedener Energiequellen und Faktoren wie einstellbare Last und Kohlenstoffsteuer. Die Ergebnisse zeigen, dass der vorgeschlagene CDR-Mechanismus die Kohlenstoffemissionen im Vergleich zu herkömmlichen Methoden um 9,3% und die Energieversorgungskosten um 18,9% senken kann. Das Kapitel schließt mit der Hervorhebung der Effektivität der dynamischen Emissionsfaktoren, die den Anwendern helfen, ihr Energieverbrauchsverhalten anzupassen, wodurch signifikante Verringerungen der Kohlenstoffemissionen und Energiekosten erreicht werden.

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   15. A Multi-objective Optimal Scheduling Method for the Gas–Steam–Power System Takes into Account the Exergy Efficiency of Iron and Steel Enterprises

       Lei Zhang, Peihong Yang, Lan Kang, Hui Cao

       In diesem Kapitel wird eine mehrobjektive optimale Planungsmethode für Gas-Dampfkraftwerke (GSPS) in Eisen- und Stahlunternehmen vorgestellt, die sich auf Exergieeffizienz, Betriebskosten und Kohlenstoffemissionen konzentriert. Die Methode zielt darauf ab, wirtschaftliche, energieeffiziente und ökologische Ziele für eine nachhaltige Entwicklung in Einklang zu bringen. Das Kapitel enthält eine detaillierte Analyse der GSPS-Struktur, einschließlich der Arten von Nebenprodukten und ihrer Energieumwandlungsprozesse. Außerdem wird ein umfassendes Optimierungsmodell vorgestellt, das Exergieeffizienz, Betriebskosten und Kohlenstoffemissionen berücksichtigt. Das Kapitel umfasst eine Fallstudie eines Eisen- und Stahlunternehmens in Nordchina, die die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methode anhand von Simulationsbeispielen demonstriert. Die Ergebnisse zeigen, dass der multizielgerichtete Ansatz ein Gleichgewicht zwischen wirtschaftlichen und ökologischen Zielen erreichen kann, was ihn zu einem wertvollen Instrument zur Optimierung der Energiesysteme in Eisen- und Stahlunternehmen macht.

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   16. Load Forecasting Based on SABO-PSO-ELM Hybrid Algorithm

       Erhao Shang

       In diesem Kapitel wird der Hybridalgorithmus SABO-PSO-ELM für kurzfristige Lastprognosen untersucht und seine Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden hervorgehoben. Der Text geht auf die Optimierungseffekte des SABO-Algorithmus, die globalen Suchkapazitäten des PSO und die schnelle Trainingsgeschwindigkeit des ELM ein. Außerdem werden die hohe Präzision, die starke Anpassungsfähigkeit und die Fähigkeit diskutiert, optimale lokale Lösungen zu vermeiden. Das Kapitel bietet einen umfassenden Vergleich mit der BWO-ELM-Methode und zeigt die überlegene Leistung von SABO-PSO-ELM in verschiedenen Fehlerkennzahlen. Darüber hinaus skizziert er die praktischen Auswirkungen reduzierter Vorhersagefehler auf Energieversorger und betont die Bedeutung präziser Lastprognosen bei der Ressourcenplanung und Kostenreduzierung. Die Schlussfolgerung unterstreicht das Potenzial für weitere Optimierungen und die breitere Anwendung des SABO-Algorithmus in anderen Bereichen.

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   17. Optimal Configuration Method of Power-Energy Hybrid Storage Systems for Renewable Power Plants

       Yanda Huo, Jiahui Qu, Yang Wang, Hua Jiang

       In diesem Kapitel werden die optimalen Konfigurationsmethoden für Power-Energy-Hybrid-Speicher (PEHSS) in erneuerbaren Kraftwerken (RPPs) untersucht. Er beginnt mit der Bewältigung der Herausforderungen durch die volatile und willkürliche Produktion erneuerbarer Energiequellen und betont die Notwendigkeit hybrider Energiespeicher (HESS), um die netzbezogene Leistung zu verbessern. Das Kapitel stellt ein Rahmenwerk zur Optimierung der Konfiguration von HESS vor, das die Dekomposition im empirischen Modus (EMD) nutzt, um hochfrequente und niederfrequente Komponenten der erneuerbaren Energieerzeugung zu trennen. Hochfrequente Schwankungen werden durch Energiespeicher gesteuert, während niederfrequente Komponenten durch Energiespeicher adressiert werden. Der Text behandelt auch verschiedene Arten von Energiespeichern, einschließlich Lithium-Ionen-Batterien, Flow-Batterien und Superkondensatoren, wobei ihre technischen Merkmale und ihr Reifegrad hervorgehoben werden. Fallstudien werden vorgestellt, um die Effektivität der vorgeschlagenen Konfigurationsmethoden zu demonstrieren, die eine deutliche Verringerung der Leistungsschwankungen und eine verbesserte Systemstabilität zeigen. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung einer vernünftigen und effektiven Konfiguration der HESS-Kapazitäten für den wirtschaftlichen und sicheren Betrieb erneuerbarer Energieanlagen.

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   18. Integrated Optimal Operation of Rural Microgrid Production Management Considering Photovoltaic Outputs

       Dayong Liu, Dapeng Jia, Keyin Jia, Hongbo Wen, Shiyang Zheng

       Dieses Kapitel befasst sich mit dem integrierten optimalen Betrieb des ländlichen Produktionsmanagements von Mikronetzen, mit besonderem Schwerpunkt auf Photovoltaik. Darin wird untersucht, wie Time-Sharing-Tarife und Echtzeit-Tarife industrielle Produktionsprozesse dazu anregen können, den Stromverbrauch von Spitzenzeiten wegzuverlagern und so die Energiekosten insgesamt zu senken und die Netzlast zu verringern. Der Text stellt ein innovatives synergistisches Optimierungsmodell für Kurzprozessstahlwerke vor, das Erdwärmepumpen zur Kühlung und Heizenergie integriert. Das Modell zielt darauf ab, die Betriebskosten zu minimieren und dabei verschiedene Einschränkungen wie Materialbilanz, Lagerraum, Produktionsstufen und Energiebilanz zu berücksichtigen. Es wird eine detaillierte Fallanalyse präsentiert, in der drei Szenarien verglichen werden: Betrieb fester Produktionsanlagen, kein Einsatz von Erdwärmepumpen und die vorgeschlagene Methode, die sowohl die Anpassbarkeit der industriellen Produktion als auch die Erdwärmepumpentechnologie berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Methode den Energieverbrauch und die Strombeschaffungskosten signifikant senkt und gleichzeitig Spitzenwerte bei der Rasur und beim Füllen von Tälern erreicht. Die Schlussfolgerung unterstreicht die Effektivität des Modells bei der Verbesserung der Flexibilität des Energiemanagements und der Senkung des Energieverbrauchs um 26,25%. Dieses Kapitel bietet wertvolle Einblicke in die praktische Anwendung integrierter optimaler Planungsmodelle für ländliche Mikronetze und bietet einen umfassenden Ansatz für energieeffizientes Produktionsmanagement.

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