Automatisierungs- und Regelungstechnik

Das übergeordnete Ziel der Sub-Area 2.2 ist der optimale Betrieb von nachhaltigen Bioraffinerie- und erneuerbaren Energiesystemen. Um dies zu erreichen, beschäftigen wir uns im Wesentlichen mit folgenden drei Aufgabenbereichen:

Optimaler Betrieb (Regelung) von Bioraffinerie- und Energietechnologien:
Der erste Schritt zu einem hocheffizienten, nachhaltigen und flexiblen System sind effiziente, flexibel betreibbare Einzeltechnologien. Aus dem Grund entwickeln wir fortschrittliche Regelungen für biotechnologische, thermochemische und wärmetechnische Anlagen (z.B. Gaserzeugungs- oder Solarthermieanlagen).

Optimales Zusammenspiel verschiedener Technologien und Systeme:
Auf Systemebene gilt es dann ein optimales Zusammenspiel aller Komponenten und Anlagen zu gewährleisten. Hierzu entwickeln wir verschiedene Methoden zur prädiktiven Regelung von hybriden Energie- und Ressourcensystemen, wobei wir einen besonderen Fokus auf die spezifische Berücksichtigung der einzelnen Sektoren legen (z.B. verschiedene Temperaturniveaus im Wärmesektor).

Umfassend automatisierte Betriebsführung durch neue digitale Dienste:
Zusätzlich zu den eigentlichen Regelungen arbeiten wir an neuen digitalen Diensten, die eine deutliche Erhöhung des

Automatisierungsgrades der Betriebsführung erlauben ( z.B. Methoden zur automatischen Anlagenüberwachung, Anlagensimulatoren für Schulungszwecke, ...). Dabei konzentrieren wir uns einerseits auf die Nutzung digitaler Zwillinge, es kommen aber auch rein datenbasierte Methoden zum Einsatz.

Um eine möglichst breite Nutzung der entwickelten Methoden zu erreichen, liegt ein großer Fokus auf modellbasierten Methoden, da diese aufgrund der Abbildungen der physikalischen Gesetzmäßigkeiten eine Überführung der Ergebnisse auf ähnliche Anlagen und Technologien unterstützen. Einen zweiten methodischen Fokus legen wir darauf, unsere Methoden stets an realen Anlagen zu implementieren und zu validieren, und das über die ganze Kette unserer Arbeiten – von der frühen Entwicklung neuer Methoden über Demonstrationsanlagen bis hin zur Unterstützung der Markteinführung durch unsere Unternehmenspartner.

Die Entwicklung all dieser Methoden sieht sich aber nie als Selbstzweck, sondern hat immer das übergeordnete Ziel, den Betrieb der betrachteten Anlagen und Systeme zu verbessern, indem dieser zuverlässiger, kosten- und ressourceneffizienter und flexibler wird.