EBSILON Professional
| EBSILON Professional | |
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 EBSILON® Professional Screenshot | |
| Basisdaten | |
| Entwickler | STEAG |
| Aktuelle Version | 10 (17. Februar 2014) |
| Betriebssystem | Windows |
| Kategorie | Thermodynamik, Kreisprozess, Modellbildung |
| Lizenz | proprietär |
| deutschsprachig | ja |
| www.ebsilon.com | |
EBSILON Professional ist eine kommerzielle Software des Unternehmens STEAG Energy Services zur Modellierung thermodynamischer Kreisprozesse. EBSILON findet hauptsächlich bei der Modellierung und Optimierung von Kraftwerksprozessen Verwendung.
Entstehung
Die Software wurde 1991 von Johannes Janicka [1] als Simulationswerkzeug quasistationärer, thermodynamischer Kreisprozesse für DOS entwickelt. Nach Fertigstellung der ersten Version übernahm das Unternehmen SOFBID - ansässig in Zwingenberg und später an STEAG verkauft - den Vertrieb, womit es Einzug in die Branche der Kraftwerksbetreiber fand.
Einsatz
Als Programm für die Modellierung von thermodynamischen Kreisprozessen bietet die Software die Möglichkeit, Arten von Kreisprozessen (Kältemaschine, Dampfkraftwerk, Blockheizkraftwerk, Gasturbinen,) abzubilden und hinsichtlich ihrer Effizienz und Teillastverhalten zu bewerten. In neueren Versionen wurden Bauteile zur Modellierung solarthermischer Kraftwerke wie z.B. Heliostatenfelder oder Parabolrinnen hinzugefügt. Haupteinsatzzweck der Software ist das Erstellen von neuen Kraftwerkskreisläufen und die Abbildung bestehender Kraftwerke zum Zweck des Performance Monitoring.
Funktionsweise
EBSILON Professional besitzt eine grafische Oberfläche, auf der durch Symbole dargestellte vorgefertigte Bauteile (z.B. Turbinen, Wärmeübertrager, Kondensatoren,) erstellt und diese mit Hilfe von Leitungen miteinander verbunden werden. EBSILON hat 125 vorgefertigte Bauteile und eine große Auswahl von Arbeitsfluiden. Sie beinhalten unter anderem Kohle, Erdgas, Öl, Thermofluide, Wasserdampf, Abgas und binäre Gemische. In jedem Bauteil sind charakteristische (nicht-lineare) Gleichungen hinterlegt, die in eine Rechenmatrix geschrieben und bei Start der Simulation zunächst linearisiert und anschließend mit einem impliziten Gauß-Seidel-Algorithmus iterativ gelöst werden. Bei der Berechnung der Fluiddaten greift EBSILON (u.a.) auf Standardbibliotheken wie die Wasser-Dampf-Tafel, IAPWS-IF 97, REFProp (für organische Fluide) zurück.
Der Nutzer hat die Möglichkeit, anhand von Polynomen eigene Fluide zu definieren und diese in den Standardbauteilen zu verwenden. Neben benutzerdefinierten Fluiden gibt es ebenso die Option, eigene Bauteile zu programmieren. Dabei wird ein Scripting-Bauteil auf der Benutzeroberfläche erstellt, dessen Gleichungen man in einer PASCAL-basierten Skriptsprache programmiert werden. Mit der Makro-Funktion kann man beliebige Bauteile miteinander verschalten, diese Kombination als eigenständiges Bauteil festlegen und in verschiedenen Modellen verwenden. Des Weiteren verfügt die Software über Schnittstellen zu Bildbetrachtungs-, Präsentations- und Tabellenkalkulationsprogrammen. Dadurch können Vorgabewerte ein- und Ergebnisse ausgelesen sowie Modelle mit Bildern und Präsentationen veranschaulicht werden. Durch benutzerdefinierte Fluide, Bauteile und Makros lässt sie sich neben der klassischen Verwendung für thermodynamische Kreisprozesse auch bedingt auf andere Bereiche wie z.B. Verfahrenstechnik (Abbildung chemischer Prozesse) erweitern.
Rechenmodi
EBSILON Professional bietet verschiedene Rechenmodi an, um ein Modell zu charakterisieren. Im "Design"-Modus werden die vom Benutzer vorgegebenen Werte (Druck, Massenstrom, Enthalpie) als Auslegungszustand definiert und die Ergebnisse anhand der in den Bauteilen abgelegten Gleichungen berechnet, während im "Off-Design"-Modus das Teillastverhalten der Schaltung anhand von physikalischen Gleichungen, Polynomen und Kennlinien berechnet wird. Im "Identification"-Modus werden die Ausgabewerte nicht anhand der in den Bauteilen hinterlegten physikalischen Gleichungen berechnet, sondern von Messdaten/-stellen eingelesen und entsprechende Wirkungsgrade ermittelt. Der "Validation"-Modus ermöglicht dem Nutzer eine Messwertvalidierung (nach VDI 2048 [2]) durchzuführen. Hiermit kann unter Berücksichtigung von Energie- und Massenbilanzen der statistisch wahrscheinlichste Systemzustand ausgerechnet werden. Seit der Version 10 ist es möglich, instationäre Berechnungen durchzuführen, wodurch die Lastwechsel in einem Kraftwerk abgebildet werden können.
Schnittstellen
EBSILON erlaubt durch OLE-Objekte die Einbettung von Tabellenkalkulations- oder Textverarbeitungsdokumenten zur Veranschauling von Modellen. Darüber hinaus bietet "EbsOpen" die Möglichkeit der Kommunikation mit COM-kompatiblen Programmen. So kann man z.B. Spezifikationswerte mit MATLAB [3] oder Excel [4] auslesen, verändern und wieder auf das Simulationsmodell zurückschreiben. Durch die COM-Schnittstelle kann der Nutzer mit einem externen Programm auf alle Funktionen eines bestehenden Modells zugreifen.
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Mitarbeiterseite des Fachgebietes EKT. Website des Fachgebietes Energie- und Kraftwerkstechnik der TU Darmstadt. Abgerufen am 13. Mai 2014.
- ↑ VDI-Richtlinie 2048. Website des Vereins Deutscher Ingenieure. Abgerufen am 13. Mai 2014.
- ↑ MathWorks MATLAB. Website von Mathworks. Abgerufen am 13. Mai 2014.
- ↑ Microsoft Excel. Website von Microsoft Office. Abgerufen am 13. Mai 2014.
Literatur
- M. Schäfer: Numerik im Maschinenbau Springer, Darmstadt 1998, ISBN 978-3-540-65391-2
- W. Dahmen, A. Reusken: Numerik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Springer, Aachen 2007, ISBN 978-3-540-92894-2, S. 304.
- P. Stephan, K. Schaber, K.Stephan, F. Mayinger: Thermodynamik Band 1: Einstoffsysteme Springer, Darmstadt 2006, ISBN 978-3-540-36709-3, S. 43ff.
- P. Stephan, K. Schaber, K.Stephan, F. Mayinger: Thermodynamik: Grundlagen und technische Anwendungen Band 2: Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen Springer, Darmstadt 2009, ISBN 978-3-540-36709-3, S. 43ff.
