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Entwicklung eines Regelungskonzepts für Aluminium-Elektrolysezellen unter Berücksichtigung einer variablen Stromstärke und eines regelbaren Wärmeverlu [...] / vorgelegt von: Roman Düssel. Wuppertal, 2016
Inhalt
Auszug
Abstract
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Nomenklatur
Einleitung
Hintergrund
Energiewende in Deutschland
Problematik der Strommodulation
Die Virtuelle Batterie
Projektpartner
Motivation
Ziel
Stand der Technik
Aluminiumelektrolyse
Grundlagen
Rohstoffe
Prozesskontrolle
Regelungstechnische Grundlagen
Regelungsgrundsatz
Regelungskonzepte
Der Elektrolyseofen
Massenbilanz
Elektrolytbilanz
AlF3 Bilanz
Wärmebilanz
Energiemanagement
Spannungsaufteilung / Widerstände
Unruheerkennung
Verringerung des ACD
Prozessfenster des Elektrolyseofens
Lastmanagement
Geschichtlicher Hintergrund
Modulationskonzept
Stromhandel der TRIMET
Lastmanagement einer Elektrolysezelle
Beispiel Wärmehaushaltsänderung
Beispiel verändern der Wärmeverluste
Beispiel Phasenänderung Elektrolyt
Beispiel Chemische Zusammensetzung
Fazit
Experimentelle Untersuchungen
Machbarkeit und Pilotprojekt
Ausgleichen der Rohrleitungsströme
IBA PDA Software
Positive Modulationsversuche
Kurzzeitige positive Modulation
Flusstemperatur und Superheat
Randkruste und Elektrolytvolumen
Seitenwandtemperaturen und Ventilatorsteuerung
Einfluss auf Energieverbrauch und Stromausbeute
Wärmeeintrag und SHE-Wärmeverlust
Fazit der positiven Modulation
Negative Modulationsversuche
Wärmehaushalt der Öfen ohne Wärmetauscher
Fazit der negativen Modulation
Versuche mit Spannungsreduzierung
Magnetfeldkompensation
Metallwölbung
Fazit Magnetfeldkompensation
Elektrolyt-Temperatur, -Menge und -Chemie
Energycounter
Gleichungsermittlung
Wärme-Eintrag
Wärme-Verlust
Wärme-Umwandlung
Wärme-Inhalt (Enthalpie)
Fehleranalyse
Fazit Energycounter
Echtzeit-Energiebilanz-Regelung
Systemgrößen
Regelgrößen
Störgrößen
Weitere Systemgrößen
Lösungsansatz
Kühlung anhand Wärmebilanzdifferenz (PI)
Proportionale Spannungsanpassung
Unruhe Unterdrückung
Anpassen der 9Box
Der neue Algorithmus
Untersuchung des Verhaltens des geregelten Systems
Aufbau eines virtuellen Systems
Test des virtuellen Systems
Reale Versuchsdurchführung
Ergebnis und Zukunft
Fazit
Ausblick
Literaturverzeichnis
Veröffentlichungen und eigene Arbeiten
Betreute Arbeiten
Lebenslauf
Eidesstattliche Erklärung
Anhang
Elektrolysezelle EPT14
Messgeräte
Versuche
Messungen
Pläne
Berechnungstools
CellSim