@inproceedings{BlankeSchmidtGoettscheetal.2022, author = {Blanke, Tobias and Schmidt, Katharina S. and G{\"o}ttsche, Joachim and D{\"o}ring, Bernd and Frisch, J{\´e}r{\^o}me and van Treeck, Christoph}, title = {Time series aggregation for energy system design: review and extension of modelling seasonal storages}, series = {Energy Informatics}, volume = {5}, booktitle = {Energy Informatics}, number = {1, Article number: 17}, editor = {Weidlich, Anke and Neumann, Dirk and Gust, Gunther and Staudt, Philipp and Sch{\"a}fer, Mirko}, publisher = {Springer Nature}, issn = {2520-8942}, doi = {10.1186/s42162-022-00208-5}, pages = {1 -- 14}, year = {2022}, abstract = {Using optimization to design a renewable energy system has become a computationally demanding task as the high temporal fluctuations of demand and supply arise within the considered time series. The aggregation of typical operation periods has become a popular method to reduce effort. These operation periods are modelled independently and cannot interact in most cases. Consequently, seasonal storage is not reproducible. This inability can lead to a significant error, especially for energy systems with a high share of fluctuating renewable energy. The previous paper, "Time series aggregation for energy system design: Modeling seasonal storage", has developed a seasonal storage model to address this issue. Simultaneously, the paper "Optimal design of multi-energy systems with seasonal storage" has developed a different approach. This paper aims to review these models and extend the first model. The extension is a mathematical reformulation to decrease the number of variables and constraints. Furthermore, it aims to reduce the calculation time while achieving the same results.}, language = {en} } @article{RegerKuhnhenneHachuletal.2019, author = {Reger, Vitali and Kuhnhenne, Markus and Hachul, Helmut and D{\"o}ring, Bernd and Blanke, Tobias and G{\"o}ttsche, Joachim}, title = {Plusenergiegeb{\"a}ude 2.0 in Stahlleichtbauweise}, series = {Stahlbau}, volume = {88}, journal = {Stahlbau}, number = {6}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, issn = {1437-1049 (E-journal), 0038-9145 (print)}, doi = {10.1002/stab.201900034}, pages = {522 -- 528}, year = {2019}, language = {de} } @article{RegerKuhnhenneEbbertetal.2020, author = {Reger, Vitali and Kuhnhenne, Markus and Ebbert, Thiemo and Hachul, Helmut and Blanke, Tobias and D{\"o}ring, Bernd}, title = {Nutzung erneuerbarer Energien durch thermische Aktivierung von Komponenten aus Stahl}, series = {Stahlbau}, volume = {2020}, journal = {Stahlbau}, number = {Volume 89, Issue 6512-519}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, issn = {1437-1049}, doi = {10.1002/stab.202000031}, pages = {512 -- 519}, year = {2020}, abstract = {Die Versorgung von Neubauten soll m{\"o}glichst weitgehend unabh{\"a}ngig von fossilen Energietr{\"a}gern erfolgen. Erneuerbare Energien spielen daf{\"u}r eine gewichtige Rolle. Eine gute M{\"o}glichkeit, erneuerbare Energien ohne viel zus{\"a}tzlichen Aufwand nutzbar zu machen, ist, bereits vorhandenen Komponenten im Geb{\"a}ude zus{\"a}tzliche Funktionen zu geben. Hier kann bspw. die Fassade oder das Dach solarthermisch aktiviert oder durch Fotovoltaikmodule erg{\"a}nzt werden. Auch Tiefgr{\"u}ndungen k{\"o}nnen neben der statischen Funktion noch eine geothermische Funktion zur Aufnahme oder Abgabe von W{\"a}rme erhalten. Neben der Erzeugung bietet sich auch f{\"u}r die Verteilung der W{\"a}rme oder K{\"a}lte im Geb{\"a}ude die Integration in Bauteile an. Hier kann bspw. der Boden durch eine Fußbodenheizung oder die Decke durch Deckenstrahlplatten aktiviert werden. Im Rahmen der Ver{\"o}ffentlichung wird auf die thermische Aktivierung von Stahlkomponenten eingegangen. Es wird eine L{\"o}sung vorgestellt, die vorgeh{\"a}ngte hinterl{\"u}ftete Stahlfassade (VHF) solarthermisch zu aktivieren. Außerdem werden zwei M{\"o}glichkeiten zur geothermischen Aktivierung von Tiefgr{\"u}ndungen mittels Stahlpf{\"a}hlen gezeigt. Zuletzt wird ein System zur thermischen Aktivierung von Stahltrapezprofilen an der Decke erl{\"a}utert, welches W{\"a}rme zuf{\"u}hren oder bei Bedarf abf{\"u}hren kann.}, language = {de} } @article{BlankeRegerDoeringetal.2021, author = {Blanke, Tobias and Reger, Vitali and D{\"o}ring, Bernd and G{\"o}ttsche, Joachim and Kuhnhenne, Markus}, title = {Koaxiale Stahlenergiepf{\"a}hle}, series = {Stahlbau}, volume = {90. 2021}, journal = {Stahlbau}, number = {6}, publisher = {Wiley}, address = {Weinheim}, pages = {417 -- 424}, year = {2021}, abstract = {Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die W{\"a}rmewende im Geb{\"a}udesektor. Ein Schl{\"u}sselelement sind hier W{\"a}rmepumpen. Diese ben{\"o}tigen eine W{\"a}rmequelle, der sie Energie entziehen k{\"o}nnen, um sie auf ein h{\"o}heres Temperaturniveau zu transformieren. Diese W{\"a}rmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen W{\"a}rme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpf{\"a}hle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bez{\"u}glich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepf{\"a}hle bieten neben der W{\"a}rmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion {\"u}bernehmen und r{\"u}ckstandsfrei zur{\"u}ckgebaut werden k{\"o}nnen. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepf{\"a}hle in zwei verschiedenen L{\"a}ngen mit vorhandenen g{\"a}ngigen Erdsonden verglichen werden k{\"o}nnen. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 \% und 148 \% der Stahlenergiepf{\"a}hle gegen{\"u}ber dem Stand der Technik abh{\"a}ngig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von {\"u}ber 100 \%. Es l{\"a}sst sich also signifikante Erdsondenl{\"a}nge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt.}, language = {de} } @article{PeereBlanke2022, author = {Peere, Wouter and Blanke, Tobias}, title = {GHEtool: An open-source tool for borefield sizing in Python}, series = {Journal of Open Source Software}, volume = {7}, journal = {Journal of Open Source Software}, number = {76}, editor = {Vernon, Chris}, issn = {2475-9066}, doi = {10.21105/joss.04406}, pages = {1 -- 4, 4406}, year = {2022}, abstract = {GHEtool is a Python package that contains all the functionalities needed to deal with borefield design. It is developed for both researchers and practitioners. The core of this package is the automated sizing of borefield under different conditions. The sizing of a borefield is typically slow due to the high complexity of the mathematical background. Because this tool has a lot of precalculated data, GHEtool can size a borefield in the order of tenths of milliseconds. This sizing typically takes the order of minutes. Therefore, this tool is suited for being implemented in typical workflows where iterations are required. GHEtool also comes with a graphical user interface (GUI). This GUI is prebuilt as an exe-file because this provides access to all the functionalities without coding. A setup to install the GUI at the user-defined place is also implemented and available at: https://www.mech.kuleuven.be/en/tme/research/thermal_systems/tools/ghetool.}, language = {en} } @article{WoliszSchuetzBlankeetal.2017, author = {Wolisz, Henryk and Sch{\"u}tz, Thomas and Blanke, Tobias and Hagenkamp, Markus and Kohrn, Markus and Wesseling, Mark and M{\"u}ller, Dirk}, title = {Cost optimal sizing of smart buildings' energy system components considering changing end-consumer electricity markets}, series = {Energy}, volume = {137}, journal = {Energy}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, doi = {10.1016/j.energy.2017.06.025}, pages = {715 -- 728}, year = {2017}, language = {en} } @inproceedings{BlankeDringVonteinetal.2018, author = {Blanke, Tobias and Dring, Bernd and Vontein, Marius and Kuhnhenne, Markus}, title = {Climate Change Mitigation Potentials of Vertical Building Integrated Photovoltaic}, series = {8th International Workshop on Integration of Solar Power into Power Systems : 16-17 October 2018, Stockholm, Sweden}, booktitle = {8th International Workshop on Integration of Solar Power into Power Systems : 16-17 October 2018, Stockholm, Sweden}, pages = {1 -- 7}, year = {2018}, language = {en} }