Abstract
Die Verringerung der Energieverschwendung ist ein entscheidender Faktor für die Erreichung der Ziele im Bereich der ökologischen Nachhaltigkeit. Aquifere mit ihrer beträchtlichen Speicherkapazität sind eine vielversprechende Lösung für die thermische Energiespeicherung und bieten sowohl kurz- als auch langfristige Optionen. Fortschritte in der Aquifer-Thermal-Energie-Storage (ATES) Technologie haben deren Wirtschaftlichkeit verbessert, was zu einem erhöhten Interesse an Anwendungen in nachhaltigen Energiesystemen geführt hat. Obwohl numerische Simulationen ein großes Potenzial für die Bewertung der Leistungsfähigkeit von ATES-Systemen zeigen, sind sie oft ressourcenintensiv und erfordern einen erheblichen Zeit- und Rechenaufwand. Angesichts der beschleunigten Energiewende besteht ein Bedarf an kosteneffizienten Werkzeugen, um Optimierungsprozesse und Unsicherheitsanalysen zu vereinfachen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde FATES (Feasibility Assessment of Thermal Energy Storage) entwickelt, ein schnelles, Open-Source-basiertes Python-Tool zur Modellierung, Analyse und Optimierung der Leistungsfähigkeit von ATES-Systemen. Durch die Integration von Design of Experiments (DoE) Methodik, statistischer Analyse und numerischer Simulation mit OpenGeoSys (OGS) verwendet FATES ein Response Surface Model (RSM), um die Leistung von ATES-Systemen innerhalb von Sekunden zu approximieren. Die Hauptfunktion von FATES besteht darin, den Einfluss verschiedener Parameter auf die Leistung von ATES-Systemen zu bewerten und die wichtigsten Faktoren (Heavy Hitters) zu identifizieren. Diese werden dann verwendet, um ein Proxy-Modell zu entwickeln, das in der Lage ist, das Systemverhalten effizient zu approximieren. Das Proxy-Modell erleichtert schnelle Monte-Carlo-Simulationen und ermöglicht die Erstellung von Wahrscheinlichkeitsverteilungen für mögliche Ergebnisse. Abschließend wurde FATES im Rahmen dieser Arbeit mit realen Felddaten von einem potenziellen ATES-Standortes im Süden Wiens getestet, die von EVN Wärme GmbH zur Verfügung gestellt wurden.
| Titel in Übersetzung | Entwicklung eines Open-Source-Tools für die Feasibility Assessment of Thermal Energy Storage (FATES) |
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| Originalsprache | Englisch |
| Qualifikation | Dipl.-Ing. |
| Gradverleihende Hochschule |
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| Betreuer/-in / Berater/-in |
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| Datum der Bewilligung | 11 Apr. 2025 |
| DOIs | |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2025 |
Bibliographische Notiz
nicht gesperrtUN SDGs
Dieser Output leistet einen Beitrag zu folgendem(n) Ziel(en) für nachhaltige Entwicklung
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SDG 7 – Erschwingliche und saubere Energie
Schlagwörter
- Aquiferspeicherung thermischer Energie
- Numerische Simulation
- Design of Experiment
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