Thema: Nachhaltigkeit

Die Automatisierung moderner Energiesysteme stellt einen Schlüsselbereich dar, um Effizienz und Nachhaltigkeit zu steigern. Unsere Forschungsgruppe entwickelt fortschrittliche Regelungsmethoden, die darauf abzielen, Energiesysteme möglichst effizient zu betreiben. Methoden wie die modellprädiktive Regelung (MPC), die lineare-quadratische Regelung (LQR) und die Feedback-Linearisierung ermöglichen eine präzise und dynamische Anpassung der Systeme an wechselnde Betriebsbedingungen. Dadurch können Varianzen in den relevanten Prozessgrößen minimiert und der Betrieb stabil und effizient gestaltet werden.

Die entwickelten Methoden werden in Prozessen vom Labor- bis zum Industriemaßstab umgesetzt und in Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen und industriellen Partnern im Rahmen von Forschungsprojekten angewendet. Dadurch wird die praktische Relevanz sichergestellt und die Validierung der Methoden an realen Systemen ermöglicht.

Blick in Industrielabor aus der Vogelperspektive und ein PKW

© INNIO Jenbacher GmbH & Co OG

Forschungsthemen an unserem Institut

Die synthetische Erdgaserzeugung aus Biomasse kann durch innovative technologische Ansätze effizienter und wirtschaftlicher gestaltet werden. Neue Modellierungs- und Regelungsstrategien ermöglichen einen automatisierten und optimierten Betrieb zur Herstellung von synthetischem Erdgas. Dadurch kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert werden.

Projekte: ADORe-SNG

Mithilfe fortschrittlicher Regelungskonzepte können Kühlfahrzeuge für den Transport von verderblichen Waren so betrieben werden, dass sowohl Temperaturvorgaben exakt eingehalten als auch der Energieverbrauch minimal gehalten wird. Dadurch kann die Umweltbelastung durch Kühltransporte erheblich gesenkt werden.

Projekte: ZETA, DiNaMiC, Conserve, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Lokal abgegrenzte elektrische Netze, sogenannte Microgrids, sind ein Mittel, um die Integration erneuerbarer Energieträger in unseren Stromhaushalt effizient und nachhaltig zu bewerkstelligen. Durch optimalitätsbasierte Regelung von Microgrids und darin enthaltener Assets, wie Gasmotoren, kann die bestmögliche Nutzung erneuerbarer Energieerzeuger unter Aufrechterhaltung der Netzstabilität.

Projekte: OptCom

Veröffentlichungen

Poks, Agnes, Alexander Schirrer, and Martin Kozek. "Energy Management in Refrigerated Electric Small Transport: A Hierarchical Approach., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" IEEE Access (2024).

Stanger, Lukas, Alexander Bartik, Martin Hammerschmid, Stefan Jankovic, Florian Benedikt, Stefan Müller, Alexander Schirrer, Stefan Jakubek, and Martin Kozek. "Model predictive control of a dual fluidized bed gasification plant., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Applied Energy 361 (2024): 122917.

Riedler, Thomas, Benjamin Franz, Martin Kozek, Johannes Huber, Simon Bachler, and Stefan Jakubek. "Isolated microgrid frequency stabilization through nonlinear model predictive control of a gas engine generator set., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" International Journal of Engine Research (2024): 14680874241296932.

Stanger, Lukas, Alexander Bartik, Matthias Binder, Alexander Schirrer, Stefan Jakubek, and Martin Kozek. "Gaussian Process Regression-Based Control of Solids Circulation Rate in Dual Fluidized Bed Gasification., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" IEEE Access (2024).

Stanger, Lukas, Alexander Schirrer, Florian Benedikt, Alexander Bartik, Stefan Jankovic, Stefan Müller, and Martin Kozek. "Dynamic modeling of dual fluidized bed steam gasification for control design., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Energy 265 (2023): 126378.

Lösch, Maximilian, Markus Fallmann, Agnes Poks, and Martin Kozek. "Simulation-based sizing of a secondary loop cooling system for a refrigerated vehicle., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Energies 16, no. 18 (2023): 6459.

Fallmann, Markus, Agnes Poks, and Martin Kozek. "Control-oriented hybrid model of a small-scale refrigerated truck chamber., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Applied Thermal Engineering 220 (2023): 119719, ISSN 2451-9049

Fallmann, Markus, Maximilian Lösch, Agnes Poks, and Martin Kozek. "Energy-efficient hybrid model predictive control of mobile refrigeration systems., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Applied Thermal Engineering 235 (2023): 121347.

Fuhrmann, Florian, Alexander Schirrer, and Martin Kozek. "Model-predictive energy management system for thermal batch production processes using online load prediction., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Computers & Chemical Engineering 163 (2022): 107830.

Poks, Agnes, Elisabeth Luchini, Markus Fallmann, Camillo Signor, Andreas Wurzinger, Dominik Radler, Stefan Jakubek, and Martin Kozek. "Distributed hierarchical control for multiple refrigeration units., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Thermal Science and Engineering Progress 33 (2022): 101319, ISSN 2451-9049

Fuhrmann, Florian, Alexander Schirrer, and Martin Kozek. "Model-predictive energy management system for thermal batch production processes using online load prediction., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Computers & Chemical Engineering 163 (2022): 107830, ISSN 0098-1354

Pernsteiner, Dominik, Alexander Schirrer, Lukas Kasper, René Hofmann, and Stefan Jakubek. "State estimation concept for a nonlinear melting/solidification problem of a latent heat thermal energy storage., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Computers & Chemical Engineering 153 (2021): 107444.

Fuhrmann, Martin, Nikolaus Euler-Rolle, Michaela Killian, Markus Reinwald, and Stefan Jakubek. "Longitudinal tunnel ventilation control. Part 2: Non-linear observation and disturbance rejection., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Control Engineering Practice 63 (2017): 44-56, ISSN 0967-0661

Euler-Rolle, Nikolaus, Martin Fuhrmann, Markus Reinwald, and Stefan Jakubek. "Longitudinal tunnel ventilation control. Part 1: Modelling and dynamic feedforward control., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Control Engineering Practice 63 (2017): 91-103, ISSN 0967-0661

Killian, M., B. Mayer, and M. Kozek. "Effective fuzzy black-box modeling for building heating dynamics., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Energy and Buildings 96 (2015): 175-186.

Mayer, Barbara, Michaela Killian, and Martin Kozek. "Management of hybrid energy supply systems in buildings using mixed-integer model predictive control., öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster" Energy conversion and management 98 (2015): 470-483.

Brandstetter, Markus, Alexander Schirrer, Maja Miletić, Sawsan Henein, Martin Kozek, and Friederich Kupzog. "Hierarchical predictive load control in smart grids, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster." IEEE Transactions on Smart Grid 8, no. 1 (2015): 190-199.

Forschungsprojekte unseres Instituts

Kooperationspartner

Kontakt

Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.Martin Kozek

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