Betriebsoptimierung industrieller Kälte- und Wärmeversorgungssysteme über mathematische Programmierung

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Die anthropogenen Auswirkungen auf die Umwelt und die daraus resultierenden klimatischen Veränderungen sind zentrale Probleme unserer Zeit, insbesondere die Treibhausgasemissionen aus der Energieversorgung. Unternehmen werden durch monetäre Anreize zu mehr Energieeffizienz in der Produktion gedrängt, um den Klimawandel zu begrenzen. Eine kurzfristige Möglichkeit zur Senkung der energiebedingten Kosten ist die Optimierung energetisch relevanter Maschinen und Anlagen. Diese Arbeit präsentiert eine Methodik zur mathematischen Programmierung für die Betriebsoptimierung industrieller Wärme- und Kälteversorgungssysteme sowie ein Framework zur standardisierten Modellierung dieser Energiesysteme. Die Methodik, angelehnt an das CRISP-ML Prozessmodell, umfasst fünf Phasen und wird anhand von drei Referenzsystemen validiert. Der Fokus liegt auf der Anwendbarkeit der Verfahren in der industriellen Fertigung, wobei eine Reihe von Problemen und Anforderungen definiert wird, die durch die Betriebsoptimierung adressiert werden müssen. Zudem werden die monetären Einsparpotentiale, die durch mathematische Programmierung erzielt werden können, unter realitätsnahen Bedingungen quantifiziert. Besonders beleuchtet werden die Auswirkungen von Modellierungsfehlern auf die Optimierungsperformanz.