Publikationen

@book{tuprints27836,
          series = {Forschungsberichte Mechatronische Systeme im Maschinenbau},
           pages = {xxxiii, 181 Seiten},
          author = {Benjamin Blat Belmonte},
            isbn = {978-3-8440-9622-4},
         address = {Darmstadt},
            note = {Dissertation, Technische Universit{\"a}t Darmstadt,  1. Gutachten: Prof. Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht 2. Gutachten: Prof. Dr. Alexander Kock},
           month = {November},
           title = {{\"O}konomische Optimierung der Ladestrategie f{\"u}r Elektrobusflotten unter Teilnahme am Strommarkt},
       publisher = {Shaker Verlag},
            year = {2024},
        language = {de},
             url = {http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/27836/},
        keywords = {Elektrobusflotten, Ladestrategien, markt{\"u}bergreifende Optimierung, MILP},
        abstract = {In dieser Arbeit werden {\"o}konomisch und {\"o}kologisch optimale Ladestrategien f{\"u}r Elektrobusflotten identifiziert. Mit einem gemischt-ganzzahligen Modellierungsansatz wird eine Problemstruktur geschaffen, mit der unterschiedliche Szenarien hinsichtlich technischer Freiheitsgrade, der Anbindung an den kurzfristigen Strommarkt und den Regelenergiemarkt optimiert werden. Die {\"o}konomisch optimierten Ladestrategien werden erg{\"a}nzend anhand ihres Treibhausgaspotenzials bewertet. Eine {\"o}kologisch optimierte Ladestrategie dient hierf{\"u}r als Referenz. Basierend auf historischen Preisdaten des kurzfristigen Strommarkts, des Regelenergiemarkts und den zeitabh{\"a}ngigen spezifischen Treibhausgasemissionen des deutschen Strommixes der Jahre 2021, 2022 und 2023 werden Optimierungen mit perfekter Vorhersage durchgef{\"u}hrt. Die Degradationseffekte in Batterien werden {\"u}ber einen Kostenfaktor ber{\"u}cksichtigt, der mit dem Energiedurchsatz multipliziert wird. Die identifizierte {\"o}konomisch optimale Ladestrategie zeichnet sich durch die bidirektionale Ladef{\"a}higkeit der Busse und die R{\"u}ckspeisef{\"a}higkeit des Busdepots ins Stromnetz aus. Des Weiteren wird am Vortagesmarkt, an den Tagesauktionen und am kontinuierlichen Tageshandel des Strommarkts teilgenommen sowie Prim{\"a}rregelleistung und negative Sekund{\"a}rregelenergie geboten. Zusammengenommen f{\"u}hren die Kosten am Strommarkt und die Erl{\"o}se am Regelenergiemarkt zu einer positiven Bilanz nach Steuern, Abgaben und Umlagen. Mit dieser Ladestrategie wird {\"u}ber den Optimierungszeitraum ca. die H{\"a}lfte der elektrischen Energie f{\"u}r die Flotte als negative Regelenergie aufgenommen. Etwas weniger als die H{\"a}lfte der insgesamt aufgenommenen Energie wird f{\"u}r den Fahrbetrieb verwendet und die restliche Energie am Tageshandel verkauft. F{\"u}r den Fall, dass nur unidirektionales Laden m{\"o}glich ist, werden ca. zwei Drittel des Strombedarfs als negative Regelenergie aufgenommen. Im Jahr 2023 wird dadurch im Vergleich zu den durchschnittlichen Industriestrompreisen eine Ersparnis von 74 \% realisiert. Generell zeigen optimale Ladestrategien Saison-, Wochen-, Tages- und Viertelstunden-Charakteristiken. Bei einer Teilnahme am Regelenergiemarkt werden die Charakteristiken teilweise {\"u}berstimmt. Nahezu alle {\"o}konomisch optimierten Ladestrategien erzielen Treibhausgas-Emissionseinsparungen. Im Vergleich zur ungesteuerten Ladestrategie, bei der die Elektrobusse sofort nach ihrer Ankunft im Busdepot aufgeladen werden, kann durch die {\"o}kologisch optimierte Ladestrategie eine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen um 31 \% erreicht werden. Durch den optimalen Stromeinkauf am Vortagesmarkt werden bereits 23,5 \% eingespart. Auf Basis einer optimalen Ladestrategie f{\"u}r den Vortagesmarkt und Prim{\"a}rregelleistung wird eine regelbasierte Ladestrategie abgeleitet, die durchschnittliche Saison-, Wochen- und Tages-Charakteristiken ber{\"u}cksichtigt. Mit ihr l{\"a}sst sich f{\"u}r das Jahr 2023 ? ohne perfekte Vorhersage ? eine Reduktion der Strombezugskosten um 41,6 \% realisieren.},
             doi = {https://doi.org/10.26083/tuprints-00027836}
}

@techreport{tuprints26379,
         address = {Darmstadt},
           month = {Dezember},
           title = {Das Darmst{\"a}dter Energie-Labor f{\"u}r Technologien in der Anwendung: {\"U}bersichtspapier - Reallabor DELTA},
            year = {2023},
          author = {Thomas Kohne and Martin Beck and Nadja Bishara and Stefan Seyfried and Jens Schneider and Matthias Weigold},
          series = {Erkenntnisse aus dem Darmst{\"a}dter Energie-Labor f{\"u}r Technologien in der Anwendung},
        language = {de},
             doi = {https://doi.org/10.26083/tuprints-00026379},
        keywords = {Reallabor, Urbane Energiewende, Energieeffizienz, Energieflexibilit{\"a}t, Darmstadt, Reallabor DELTA},
        abstract = {Im Reallabor DELTA werden energiesystemische Methoden angewendet und energietechnische Anlagen errichtet, um erfolgreiche Pilotprojekte der urbanen Energiewende in die breite Anwendung zu {\"u}berf{\"u}hren. Im Mittelpunkt steht die konsequente Steigerung der Energieeffizienz in allen Sektoren, die bereits heute als gr{\"o}{\ss}tes nutzbares Potenzial der urbanen Energiewende gilt. Dar{\"u}ber hinaus sollen Potenziale zur zeitlichen Verschiebung elektrischer Lasten identifiziert und zur optimalen Einbindung erneuerbarer Energiequellen genutzt werden. Energieeffizienz und -flexibilit{\"a}t werden durch die intelligente Verkn{\"u}pfung einzelner Quartiere des betrachteten st{\"a}dtischen Energiesystems sowie durch Sektorkopplung erreicht. Wesentlich ist dabei die Entwicklung eines ganzheitlichen Innovations{\"o}kosystems, um alle Akteur:innen des Energiesystems an den energetischen und wirtschaftlichen Potenzialen teilhaben zu lassen. Hierzu wird im Projekt ein mehrstufiger, sektor{\"u}bergreifender Ansatz verfolgt.},
             url = {http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26379/}
}

@techreport{tuprints26384,
         address = {Darmstadt},
           month = {Dezember},
           title = {The Darmstadt Energy Laboratory for Technologies in Application: Overview Paper ? Living Lab DELTA},
            year = {2023},
          author = {Thomas Kohne and Martin Beck and Nadja Bishara and Stefan Seyfried and Jens Schneider and Matthias Weigold},
        language = {en},
          series = {Insights from the Darmstadt Energy Lab for Technologies in Application},
        keywords = {Living Lab, Urban Energy Transition, Energy Efficiency, Energy Flexibility, Darmstadt},
             doi = {https://doi.org/10.26083/tuprints-00026384},
             url = {http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26384/},
        abstract = {In the living lab DELTA, energy system methods are applied, and energy technology systems are installed to transfer successful pilot projects of the urban energy transition to a broad application. The focus is on the consistent improvement of energy efficiency in all sectors, which is already considered to be the largest usable potential of the urban energy transition. In addition, the potential for shifting electrical loads over time to optimize the integration of renewable energy sources will be identified. Energy efficiency and flexibility will be achieved by intelligently linking individual districts of the urban energy system and by sector coupling. The development of a holistic innovation ecosystem is essential to enable all stakeholders in the energy system to participate in the energy and economic potential. To this end, the project pursues a multi-level, cross-sectoral approach.}
}