Das Modul "Angewandte Optimierung in der Energie- und Verfahrenstechnik" besteht aus folgenden Lehrveranstaltungen:

• Angewandte Optimierung in der Energie- und Verfahrenstechnik (VL - 2 SWS)
• Angewandte Optimierung in der Energie- und Verfahrenstechnik (GÜ - 3 SWS)

Welche Experimente sind am aufschlussreichsten?

Unter welchen Bedingungen wird der höchste Umsatz im Reaktor erzielt?

Welche Produkte sollten wir in den kommenden drei Wochen in welcher Reihenfolge produzieren um unsere Produktion zu maximieren und alle Kundenanfragen zu bedienen?

Welche Kraftwerke und Speicher müssen ausgebaut werden um den Energiebedarf abzudecken?

Alle diese Fragen führen zu Optimierungsproblemen, die sich abhängig von den jeweiligen Modellen auf unterschiedliche Arten formulieren und lösen lassen. Im Alltag bedienen wir uns bereits regelmäßig solcher Optimierungsprobleme, z.B. bei der Routenplanung auf dem Handy oder im Auto, oder bei der Reiseplanung für den Urlaub.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur mathematischen Optimierung und diskutiert die wesentlichen Klassen von Optimierungsproblemen und mögliche Lösungsverfahren zusammen mit praktischen Beispielen. Neben den wesentlichen Verfahren der gradientenbasierten Optimierung werden auch gradientenfreie Optimierungsverfahren besprochen und weiterführende Themen wie die multikriterielle Optimierung und die Optimierung unter Unsicherheiten diskutiert.

Im Rahmen der Gruppenübung werden die Inhalte der Vorlesung an Hand praktischer Beispiele vertieft und verschiedene Problemformulierungen und Lösungsansätze in Form von Beispielen in MATLAB und GAMS diskutiert. Die Übung erfolgt daher als Rechnerübung, bei der zunächst eine Einführung in Matlab und GAMS erfolgt und dann sukzessive Probleme aus den unterschiedlichen Problemklassen in den jeweiligen Programmen gelöst und diskutiert werden. Der Fokus liegt dabei auf der Diskussion vorgegebener Modelle und den jeweiligen Ergebnissen. Durch die Evaluation und Modifikation der Modelle werden die erworbenen Kenntnisse vertieft. Es werden keine weitergehenden Kenntnisse in den Programmen vorausgesetzt.

 Die Prüfung erfolgt als mündliche Prüfung.

Das Modul wird in folgenden Studiengängen und Vertiefungen angeboten:

• Verfahrenstechnik (M.Sc.) - Allgemeine und Chemische Verfahrenstechnik
• Bioverfahrenstechnik (M.Sc.) - Allgemeine Bioverfahrenstechnik
• Chemical and Bioprocessengineering (M.Sc.) - alle Vertiefungen
• Theoretischer Machinenbau (M.Sc.) - Energietechnik
• Regenerative Energien (M.Sc.) - Bioenergiesysteme und Windenergiesysteme
• Energietechnik (M.Sc.) - Energiesysteme
• Environmental Engineering (M.Sc.) - Energy and Ressources

StudIP Angewandte Optimierung in der Energie- und Verfahrenstechnik (SoSe 2024)