Model-based temperature control in a solarthermal system

Stefan Hauer

Publikation: AbschlussarbeitMasterarbeit

Abstract

Diese Masterarbeit befasst sich mit dem modellbasierten Reglerentwurf im Zustandsraum für ein reales solarthermisches System, bestehend aus Solar Kollektor, Wärmetauscher und Wassertank. Ziel der Masterarbeit ist es einerseits einen geeigneten Regler zu entwerfen andererseits den Reglerentwurfprozess, beginnend bei der Modellierung bis zur abschließenden Evaluierung, zu zeigen. Aufgrund dessen erfolgt eine detaillierte Beschreibung der Modellierung des solarthermischen Systems, der Arbeitspunktauslegung inklusive dazugehöriger Linearisierung. Zuletzt wird der entwickelte Regler hinsichtlich Robustheit anhand seiner Simulationsergebnisse evaluiert. Dabei haben die Simulationsergebnisse gezeigt, dass der Regler robust gegenüber Auslenkungen des Arbeitspunktes, auftretender Störungen, sowie den Effekten der Wärmeausbreitung ist. The aim of this master thesis is to apply a new controller design approach called "modelbased design process". Therefore a model-based controller is designed in state space to control an existing solar-thermal system consisting of a solar collector field, a heatexchanger and a storage tank. A second goal of the thesis is to explain a complete controller design process. This includes all necessary working steps starting at the modelling process up to the evaluation of the developed controller. Furthermore the thesis provides detailed information about the modelling process of the overall solar-thermal system, and the controller design process including the calculation of the operating points and the linearization. The developed controller is then evaluated for robustness through simulations. This thesis shows that it is possible to design a stable controller which performs correctly in terms of variations in the operating point, arising disturbances and effects of temperature propagations.
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
  • University of Applied Sciences Technikum Wien
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Zucker, Gerhard, Betreuer:in
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2011

Research Field

  • Ehemaliges Research Field - Energy

Schlagwörter

  • Solar-thermal system
  • Modelling process
  • Controller design process
  • State space
  • Linearization

Fingerprint

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