Mathematik verbessert Hybridgeneratoren

Hybride Stromgeneratoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie erneuerbare Energien etwa aus Photovoltaik oder Windkraftwerken miteinander kombinieren und in vielen Fällen auch nicht-erneuerbare Quellen wie die Dieselverbrennung mit einbeziehen.

Forscher der Universität Saragossa haben einen Algorithmus entwickelt, der hybride Systeme vor ihrer Installation optimiert, berichtet das Fachjournal Renewable Energy. Unter Berücksichtigung aller relevanter Faktoren reduziere er den Energie- und Kostenaufwand wie auch die entstehenden Abgase auf ein Minimum und optimiert somit die Leistung.

„Der Algorithmus hilft zu bestimmen, welches Hybridsystem unter gegebenen Voraussetzungen das geeignetste ist“, sagt der Entwickler Rodolfo Dufo López vom Polytechnischen Zentrum im Gespräch mit pressetext.

Der erstmals für Hybridsysteme angewandte Algorithmus beruht auf dem aus der Statistik stammenden Pareto-Prinzip. Es sucht aus allen theoretisch verfügbaren Lösungen die am meisten geeignete, indem es die relevante budgetäre Situation, das akzeptierbare Niveau an Luftverschmutzung und die Menge an gespeicherter Energie mit einbezieht. Innerhalb einer kurzen Zeitspanne könne damit eine weite Bandbreite von Lösungen ermittelt werden, so Dufo. Die Funktionsweise dieses Algorithmus sei in der Praxis bestätigt, weswegen ihn besonders im spanischen Inland bereits zahlreiche Firmen, die Hybridsysteme anbieten, in ihre Software integriert hätten.

Um zu der komplexen mathematischen Formel zu gelangen, hat das Ingenieursteam um Dufo isolierte Generatorsysteme untersucht, die mit elektrischer Energie aus Photovoltaik, Wind oder Diesel gespeist werden und die erzeugte Energie mittels herkömmlicher elektrochemischer Batterien oder in Wasserstofftanks zwischenspeichern. Mit in die Überlegungen einbezogen wurde auch die Möglichkeit, den Wasserstoff für externen Gebrauch einzusetzen, etwa für den Antrieb von Fahrzeugen. „Die Optimierung dieser Systeme ist sehr komplex. Traditionelle Formen der Optimierung sind für kleine Systeme wegen der hohen Computerkosten nicht leistbar“, so Dufo. Der Algorithmus soll diesem Problem Abhilfe schaffen.

Hybridsysteme sieht der spanische Ingenieur als großen Zukunftsmarkt: „Sie sind im Betrieb billiger und umweltfreundlicher als Systeme, die nur auf einer Energiequelle basieren.“ Derzeit stellten die hohen Kosten für die Errichtung von Photovoltaik-Systemen noch ein Problem dar. Ähnlich hoch sei derzeit auch noch der Preis für die Errichtung von Wasserstofftanks, weswegen heute eher noch herkömmliche Batteriesysteme im Einsatz sind, bemerkt Dufo abschließend.