Hardware-in-the-Loop (HiL)-Untersuchungen


Motivation
Im Rahmen des Projekts werden an verschiedenen Stellen Speicherpotenziale im Gebäudebereich berechnet. Dies kann immer im Zusammenhang mit der jeweils eingesetzten Technologie (Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmepumpen) betrachtet werden. Um nach der Ermittlung der Potenziale für die verschiedenen Gebäudetypen mit unterschiedlichen Nutzerprofilen die Möglichkeit zu haben, die Umsetzbarkeit von Regelalgorithmen zu testen, wird das so genannte Hardware-in-the-Loop(HiL)-Verfahren eingesetzt.

Hierbei wird eine reale Hardware (im hier betrachteten Fall eine Wärmepumpe oder ein KWK-System, jeweils mit oder ohne Speicher) mit einem hydraulischen Kreislauf verbunden. Gleichzeitig wird eine hochaufgelöste dynamische Gebäudesimulation eingesetzt, um zu jedem Zeitpunkt das Verhalten des Gebäudes abbilden zu können. Die sich bei einem bestimmten Massenstrom und einer bestimmten Vorlauftemperatur im Gebäude ergebende Rücklauftemperatur wird im hydraulischen Kreislauf wieder zur Anlage zurückgeführt, so dass die Anlage die realen Bedingungen, die in einem Haus vorkommen, vorfindet. Neben den thermischen Parametern kann durch die Messung der elektrischen Größen wie Stromstärken und Spannung und den Anschluss an einen Echtzeit-Netzsimulator eine detaillierte Betrachtung der Auswirkungen auf das elektrische Netz durchgeführt werden. Durch die Möglichkeit der genauen Kontrollierbarkeit der verschiedenen Randbedingungen auf der einen Seite und des gleichzeitigen Einsatzes einer realen Hardware andererseits schließt der HiL-Prüfstand dann die Lücke zwischen reiner Simulation und einem Feldversuch. Dadurch können die simulativ gewonnenen Erkenntnisse für die Gesamtsysteme an einzelnen Objekten verfeinert und verifiziert werden.

Fotos / Grafiken

 
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