Im Rahmen der Lehrveranstaltung Systems Design Engineering im Studiengang Business and Systems Engineering soll ein Modell für den Energiehaushalt eines Hauses entwickelt werden. Dazu wird das Gesamtsystem in mehrere Module eingeteilt. Dieser Artikel beschreibt das Modul Energieerzeugung (kurz: EEZ).
Zielsetzung der Seminaraufgabe
Ziel der Seminaraufgabe ist es, das in der Softwareentwicklung weit verbreitete V-Modell (siehe Abb. 2) auf ein Beispielsystem (Haus) anzuwenden. Dabei wird der komplette Entwicklungsprozess von der Anforderungsdefinition über den Systementwurf und die Implementierung bis zum Testen der Software durchlaufen. In jeder Phase wird überprüft, ob die Arbeitsergebnisse den Spezifikationen aus der vorherigen Phase genügen. Dadurch wird die Effizienz und Qualität der Softwareentwicklung erhöht und die Fehleranfälligkeit minimiert. Durch die direkte Anwendung auf ein System sollen die Vorteile bei der Einhaltung des V-Modells "hands-on" von den Studierenden erfahren werden.
Abbildung. 2: V-Modell der Seminaraufgabe
Anforderungsdefinition: Lastenheft
ID
Typ (I = Info, A = Anforderung)
Kapitel
Inhalt
Ersteller
Datum
Durchsicht von
am
Status Auftraggeber
Kommentar Auftraggeber
Status Auftragnehmer
Kommentar Auftragnehmer
001
I
1
Rahmenbedingungen
002
A
Es ist Tageslicht vorhanden.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert mit Einschr.
wir werden Tag + Nacht simulieren. Daher ist die Anf. nicht relevant.
003
A
Die Fläche der EEZ-Anlage lässt sich für jede Ausrichtung (Osten, Süden, Westen) über jeweils einen Parameter einstellen.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
Neigungswinkel als Parameter einstellen. Machen Sie die Ausrichtung mit 3 Flächen (eine Ost, eine Süd, eine West) Solarsystemen Die Fläche über 3 Parameter einstellen.
004
A
Ein potenzieller Schattenwurf wird im Simulationsmodell vernachlässigt.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
Einfach Nettofläche einstellen, ohne Verschattung.
005
A
Auf dem Dach werden Warmwasserkollektoren und Photovoltaik-Module verbaut.
Lyu, Gosedopp
23.04.2023
Akzeptiert
006
A
Das Dach ist stabil gedeckt, die Neigungswinkel der EEZ-Anlage sind also konstant.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
007
I
2
Stromerzeugung
008
A
Die PV-Anlage wird auf drei Flächen verteilt (Ausrichtung nach Osten, Süden und Westen), wobei die Flächen jeweils als Parameter eingestellt werden können.
Lyu, Gosedopp
23.04.2023
Abgelehnt
gleich zu 003
009
A
Je nach elektrischer Sollleistung werden mehrere PV-Module in Reihe zu einem sog. String verschaltet. Sind mehrere Strings vorhanden, werden diese parallel geschaltet.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
010
A
Der gewonnene Gleichstrom muss mit einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
011
A
Die Abmaße eines Panels sowie dessen maximale Leistung werden nach in der Praxis üblichen Werten gewählt.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
012
A
Wenn mehr elektrische Energie erzeugt, als verbraucht wird, soll die überschüssige Energie gespeichert werden. Ist der Speicher voll, fließt der Strom ungenutzt ins Netz. Die Einspeisevergütung wird als Parameter festgelegt.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Abgelehnt
Einspeisevergütung einstellbar als Parameter (Gruppe SPC_Speicher) -> das macht der Speicher. Bitte in Absprache dahin verschieben. Sie liefern "nur" Leistung, SP muss dann speichern oder einspeisen.
013
I
3
Warmwassergewinnung
014
A
Für den Warmwasserkollektor wird eine feste Ausrichtung und ein fester Neigungswinkel über einen Parameter eingestellt.
Lyu, Gosedopp
23.04.2023
Akzeptiert
Warmwasserkollektor (eine Ausrichtung und Neigung) noch mit hinzunehmen.
015
A
Ein Warmwasserspeicher muss vorhanden sein, damit auch z.B. nachts warmes Wasser vorhanden ist.
Lyu, Gosedopp
23.04.2023
Akzeptiert
Verweis auf Gruppe SP machen
016
I
4
Schnittstellen
017
A
Die gewonnenen Ertragsmengen werden für PV-Anlage und Warmwasserkollektor werden jeweils in der SI-Einheit Watt ausgegeben.
Lyu, Gosedopp
23.04.2023
Akzeptiert
018
I
5
Robustheit
019
A
Das Modul EEZ funktioniert unter den Bedingungen windig, regnerisch, bewölkt und verschneit.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
020
A
Das Modul funktioniert für eine Außentemperatur zwischen -50° bis +70°.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
021
I
6
Software/Werkzeuge
022
A
Das Modul wird in Simulink modelliert und in MATLAB parametriert. (MATLAB Version R2022a)
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
023
I
7
Dokumentation
024
A
Die Dokumentation erfolgt nachhaltig in SVN
Akzeptiert
025
A
Zum Modul wird ein Wiki-Artikel erstellt.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
026
A
Die Modellierung wird schrittweise beschrieben.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
027
A
Der Programmcode und das Modell werden hinreichend kommentiert.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
027
A
Der Programmcode und das Modell werden hinreichend kommentiert.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
025
A
Zum Modul wird ein Wiki-Artikel erstellt.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
026
A
Die Modellierung wird schrittweise beschrieben.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
027
A
Der Programmcode und das Modell werden hinreichend kommentiert.
Lyu, Gosedopp
17.04.2023
Akzeptiert
Funktionaler Systementwurf
Der funktionale Systementwurf war im Sommersemester 2023 kein Bestandteil der Gruppenaufgabe und wurde von Prof. Dr. Göbel bereitgestellt.
