ASTROHS-Simulation
ASTROHS-Arbeitsplätze
Wer sich mit ASTROHS näher befasst, wird feststellen, dass mit
diesem System sehr viele Arbeitsplätze geschaffen werden
können. Wie diese
Arbeitsplätze im Detail beschaffen sein werden, lässt sich
anhand
der folgenden Simulation wohl am ehesten begreifen. Um das Gesamtsystem
möglichst
stabil zu halten und gleichzeitig den eigenen wirtschaftlichen Erfolg
zu
optimieren, müssen die ASTROHS-fähigen Geräte richtig
programmiert
werden. Relativ einfach wird das bei Kühl- und Gefriergeräten
sein.
Hier werden sich Standardlösungen durchsetzen, die in diese
Geräte
fest integriert sind. Komplizierter wird es mit Waschmaschinen, wenn
diese
externe Wärmespeicher mitbenutzen sollen. Hier kann kein
preiswerter
Programmierer in Indien helfen; hier muss die Lage ggf. vor Ort
begutachtet
werden um lokal ein optimiertes System zu bekommen. Je mehr
Energiespeicher
mit unterschiedlichen Eigenschaften örtlich verfügbar sind,
desto
mehr lässt sich optimieren. Das gilt sowohl für
Stromeinspeiser
wie auch -verbraucher und die unterschiedlichsten Formen von
Primärenergie.
Zur Simulation - Aufforderung zum Mitmachen
Eine Simulation lebt von einer möglichst wirklichkeitsnahen
Umgebung. Wenn diese eine Einzelperson zu definieren hat, kann mit
Sicherheit von einseitiger
Betrachtungsweise gesprochen werden. Darum sollten sich alle
Interessierten
aufgefordert fühlen, selbst Beiträge zu liefern. Es geht
insbesondere
um die Definition von Netzteilnehmern. Diese müssen nicht einmal
an
ASTROHS teilnehmen. Wie groß der Anteil von ASTROHS-Teilnehmern
zu
Normaltarifkunden in der Simulation sein wird, hängt in erster
Linie
von den eingesandten Unterprogrammen ab.
Technische Details
Die Netzteilnehmer werden im Programm als Unterprogramme (Subroutines)
definiert.
Dazu folgende Hilfsinformationen. Programmiersprache: QBASIC. Mit CALL
wird
jeweils ein Unterprogramm aufgerufen. Profil macht Voreinstellungen,
Wetter
definiert das aktuelle Wetter. Dazu fehlen mir noch die meisten Formeln
zur
Berechnung der aktuellen Sonneneinstrahlung, Temperatur,
Windgeschwindigkeit usw. während eines ganzen (statistischen)
Jahres.
Die DienstLeistungsStelle DLS - sie macht die Strompreise
Die DLS ist die Dienstleistungsstelle. Sie erzeugt die aktuell
gültigen Strompreise für die ASTROHS-Teilnehmer. Wer nicht an
ASTROHS teilnimmt, ignoriert diese Preise. Die Preise heißen vpreis
und epreis für Verkaufs- und Einkaufspreis aus Sicht des
Netzteilnehmers. ntx sind
die einzelnen Netzteilnehmer, wobei x eine eindeutige Bezeichnung
darstellt.
Diese Nummer werde ich selbst vergeben. Lokale Variablen werden mit
jedem
Schleifendurchlauf auf 0 gesetzt. Sollen z.B. Summen über mehrere
Schleifendurchgänge
gebildet werden, so muß die entsprechende Variable im
Hauptprogramm
definiert werden. Also diese unbedingt vermerken!
Die ASTROHS-Automaten und der ASTROHS-Stromzähler
Als weitere Subroutinen existieren noch ASTROHS und Zaehler. ASTROHS
ist das Gerät, das z.B. in einen Kühlschrank oder in eine
Strom-Wärme-Kopplung eingebaut wird. Einfache Geräte
reagieren schlicht auf eine gegebene Preisgrenze, kompliziertere auf
eigene statistische Untersuchungen, lokale Energiespeicherzustände
usw. Komplexe Auswertungen, die wahrscheinlich kein
massenverkaufsfähiges ASTROHS-Gerät haben wird, sollten lokal
im Unterprogramm ntx vorgenommen werden. Die Subroutine ASTROHS soll
nur
verkaufsfähige Auswertungen für Massenprodukte enthalten.
Jeder Netzteilnehmer, der an ASTROHS teilnimmt, muß auch einen
ASTROHS-Zähler
in Form der Subroutine zaehler am Ende haben.
Das Kernprogramm:
DO UNTIL fertig = 1
CALL Profil
CALL Wetter
CALL DLS
LOCATE 10, 1
CALL nt1: 'Haushalt mit PV-Anlage
CALL nt2: 'Stromerzeuger mit 0,1,2,3 kW
CALL nt3: 'Kleiner Handwerksbetrieb
CALL nt4: 'Windrad
CALL nt5: 'Sporadischer Verbraucher bis 3 kW
CALL nt6: 'Haushalt mit Feierabendbeschäftigung
CALL nt7: 'Biogasanlage mit 48-Stunden-Speicher
alttag = tag
LOOP
Die Beschreibung eines Netzteilnehmers in QBASIC
Aufbau eines Netzteilnehmers. Uhr ist Uhrzeit in Dezimalstunden. Vpreis
ist
der StromVERkaufspreis. p ist die globale Leistung des Netzteilnehmers.
Für
den einzelnen Netzteilnehmer hat das zur Konsequenz, dass mit jeder
elektrischen
Leistung p die aktuelle Summe nach dem Muster p=p +/- Leistung in
Ansatz
gebracht werden muss. Positiv bedeutet Netzeinspeisung, negativ Bezug
elektrischer
Leistung.
Die Variable tag ist der Tag der Simulation. Er beginnt mit 1. Eine
einjährige
Simulation hat 365 Tage und wird wahrscheinlich mehrere Stunden
Rechenzeit
beanspruchen. Der (statistische) Tag wird im Unterprogramm Profil (mit
Wetter)
erzeugt. Genauso die Uhrzeit. Inkrement (also der zu betrachtende
Zeitabschnitt
pro Berechnungsschleife) ist primär mit 0,25 Stunden gesetzt.
Aufgrund
des aktuellen Netzverhaltens ist jedoch auch mit einer Änderung
dieses
Inkrements zu rechnen. Die DLS kann daraufhin also auch die Uhrzeit
korrigieren.
Energiebetrachtungen müssen also immer Leistung * Inkrement
beinhalten,
sofern nicht irgendwelche Sonderbedingungen herrschen.
SUB nt1
'Autor dieser Routine
'Haushalt mit Solaranlage
IF uhr > 6.3 AND uhr <= 8 AND vpreis > 0 THEN p = p + .2
IF uhr > 8 AND uhr <= 10 AND vpreis > 0 THEN p = p + .55
IF uhr > 10 AND uhr <= 14 AND vpreis > 0 THEN p = p + .8
IF uhr > 14 AND uhr <= 16 AND vpreis > 0 THEN p = p + .55
IF uhr > 16 AND uhr <= 19 AND vpreis > 0 THEN p = p + .2
'Jahreszeitabhängig:
'Heizungsumwälzpumpe 100 Watt
IF tag < 150 OR tag > 250 THEN p = p - .1
'Kleinverbraucher wie Fernseh-Standby, Uhren, Zahnbürsten, Ladegeräte,
'Klingeltrafo usw.
p = p - .1
'Tageszeitabhängig:
'Fernseher
IF uhr > 18.5 OR uhr < 22.5 THEN p = p - .25
'Beleuchtung und Radio
IF dunkel = 1 AND (uhr > 6 OR uhr > 12 OR uhr < 22.5) THEN p = p - .3
IF uhr > 6.5 AND uhr < 7 THEN pstrom = pstrom - 1: 'Frühstück machen
'Am Wochenende wird mittags auswärts gegessen:
IF NOT tag MOD 7 = 0 THEN
IF uhr > 11 AND uhr <= 12 THEN p = p - 2: 'Mittagessen machen
END IF
IF uhr > 17 AND uhr <= 17.5 THEN p = p - 1: ' Abendessen machen
'Warmwasserboiler
'Bereitschaft
maxwarm = 5
IF RND > .9 AND epreis < 5 AND nt1warm < .5 * maxwarm THEN
p = p - 2: nt1warm = nt1warm + 2 * .1: '(.1 sind 6 Minuten)
END IF
'Kühlschrank
IF RND > .75 AND epreis < 30 THEN p = p - .09
'Kühltruhe
IF RND > .65 AND epreis < 30 THEN p = p - .095
CALL zaehler(1, "Haushalt mit Solarzellen", p, wlokal)
END SUB
Der ASTROHS-Stromzähler
CALL zaehler(1, "Haushalt mit Solarzellen", p, wlokal) ist wie folgt
definiert: 1 bedeutet die Nummer des Unterprogramms, gefolgt von einem
Kommentar. p
ist die Nettoleistung am Zähler des Netzteilnehmers, wlokal ist
die
im betrachteten Zeitinkrement (Variable Inkrement) nach außen hin
umgesetzte
elektrische Energie. Sie wird vom Zähler selbst ermittelt. RND
liefert
eine Zufallszahl zwischen 0 und 1.
Wer also ntx-Unterprogramme oder ASTROHS-Unterprogramme zur
Verfügung stellen möchte, möge mir diese bitte per
E-mail zukommen lassen. Es wird allerdings noch einige Zeit dauern, bis
erste brauchbare Ergebnisse zur Verfügung stehen. Das System muss
schließlich verifiziert und
optimiert werden, was bei einem Jahresdurchlauf von derzeit ca. 1
Stunde doch
sehr zeitintensiv ist. Jeder neue Netzteilnehmer benötigt
natürlich zusätzlich Rechenzeit.
Projektfinanzierung
Mangels Geld muß ich diese Simulation leider als Hobby und
Feierabendbeschäftigung betrachten und kann daher auch nichts
bezahlen. Die Einsender von Programmen informiere ich aber gerne
über die Auswirkungen ihrer Netzteilnehmer im Gesamtsystem.
Sponsoren sind selbstverständlich gerne gesehen (Kto. 5247259 bei
der Sparkasse Ingolstadt, BLZ 721 500 00, Stichwort
ASTROHS-Simulation). Falls aus diesem Projekt ein finanzieller Erfolg
wird, werden die Programmierer also zuerst zur weiteren Mithilfe
aufgefordert.
E-Mail Christoph.Mueller@astrail.de
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Mit dem RAILTAXI (war BAHNTAXI) wird der
landgebundene Verkehr in ASTROHS einbezogen
und nahezu komplett auf elektrischen Betrieb umgestellt.
Wie ASTROHS und Railtaxi (war Bahntaxi)
zusammenwirken
und so die Schadstoffanreicherung INSGESAMT um 75% und mehr
reduzieren können.
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Ingenieurbüro Müller