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Lithium-ion batteries show strongly nonlinear behaviour regarding the battery current and state of charge. Therefore, the modelling of lithium-ion batteries is complex. Combining physical and data-driven models in a grey-box model can simplify the modelling. Our focus is on using neural networks, especially neural ordinary differential equations, for grey-box modelling of lithium-ion batteries. A simple equivalent circuit model serves as a basis for the grey-box model. Unknown parameters and dependencies are then replaced by learnable parameters and neural networks. We use experimental full-cycle data and data from pulse tests of a lithium iron phosphate cell to train the model. Finally, we test the model against two dynamic load profiles: one consisting of half cycles and one dynamic load profile representing a home-storage system. The dynamic response of the battery is well captured by the model.

In vielen Schulgebäuden der Region südlicher Oberrhein zeigte sich seit Beginn dieses Jahrhunderts eine verstärkte Überhitzungstendenz. Besonders bei energetisch sanierten Schulen und durch die Umstellung des Schulbetriebs auf den Ganztagsunterricht zeigt sich eine stärkere Wärmebelastung durch die sommerlichen Temperaturen. Die Stadt Offenburg sah hier einen wichtigen Handlungsbedarf, um Klassenräume ohne den Einsatz energieintensiver Kältemaschinen thermisch zu entlasten. Durch einen deutlichen Anstieg beim Energieeinsatz für Kühlmaßnahmen würden die starken Einspareffekte bei den Heizkosten im Sommer neutralisiert. Interessant waren deshalb nachhaltige Lösungen die bei niedrigem Primärenergieeinsatz ein hohes Reduktionspotenzial bei der Kühllast bewirken. Verfahren der natürlichen Gebäudeklimatisierung führten in Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe nachhaltige Energietechnik der Hochschule Offenburg zu unterschiedlichen Nachtlüftungsstrategien zusammen mit ergänzenden Wärmeschutzmaßnahmen.

Der vorliegende Leitfaden „Natürliche Gebäudeklimatisierung in Klassenzimmern“ greift einen nachhaltigen Ansatz zur deutlichen Reduzierung der sommerlichen Wärmebelastung in Klassenzimmern auf. Insbesondere die ersten sechs Jahre des 21. Jahrhunderts zeigten verstärkt Überhitzungstendenzen in sehr vielen Schulgebäuden der Region südlicher Oberrhein. In Verbindung mit der Umstellung des Schulbetriebs auf die Ganztagsschule und der deutlichen Verstärkung der Überhitzungstendenz in sanierten Gebäuden, die mit einem modernisierten Wärmeschutz versehen sind, zeigte sich für die Stadt Offenburg ein wichtiger Handlungsbedarf auf. Aus der Kooperation der Stadt Offenburg mit der Hochschule Offenburg entwickelten sich mehrere Maßnahmenpakete bestehend aus einer Kombination bekannter physikalischer Sachverhalte und Verfahren, die mit den Möglichkeiten einer Gebäudeautomation gekoppelt werden und durch Einbindung der Nutzer in das Betriebskonzept zu einem thermisch verbesserten Arbeits- und Lernklima führen.

Simulation based studies for operational energy system analysis play a significant role in evaluation of various new age technologies and concepts in the energy grid. Various modelling approaches already exist and in this original paper, four models representing these approaches are compared in two real-world hybrid energy system scenarios. The models, namely TransiEnt, µGRiDS, and OpSim (including pandaprosumer and mosaic) are classified into component-oriented or system-oriented approaches as deduced from the literature research. The methodology section describes their differences under standard conditions and the necessary parameterization for the purpose of creating a framework facilitating a closest possible comparison. A novel methodology for scenario generation is also explained. The results help to quantify primary differences in these approaches that are also identified in literature and qualify the influence of the accuracy of the models for application in a system-wide analysis. It is shown that a simplified model may be sufficient for the system-oriented approach especially when the objective is an optimization-based control or planning. However, from a field level operational point of view, the differences in the time series signify the importance of the component-oriented approaches.

The significant market growth of stationary electrical energy storage systems both for private and commercial applications has raised the question of battery lifetime under practical operation conditions. Here, we present a study of two 8 kWh lithium-ion battery (LIB) systems, each equipped with 14 lithium iron phosphate/graphite (LFP) single cells in different cell configurations. One system was based on a standard configuration with cells connected in series, including a cell-balancing system and a 48 V inverter. The other system featured a novel configuration of two stacks with a parallel connection of seven cells each, no cell-balancing system, and a 4 V inverter. The two systems were operated as part of a microgrid both in continuous cycling mode between 30% and 100% state of charge, and in solar-storage mode with day–night cycling. The aging characteristics in terms of capacity loss and internal resistance change in the cells were determined by disassembling the systems for regular checkups and characterizing the individual cells under well-defined laboratory conditions. As a main result, the two systems showed cell-averaged capacity losses of 18.6% and 21.4% for the serial and parallel configurations, respectively, after 2.5 years of operation with 810 (serial operation) and 881 (parallel operation) cumulated equivalent full cycles. This is significantly higher than the aging of a reference single cell cycled under laboratory conditions at 20 °C, which showed a capacity loss of only 10% after 1000 continuous full cycles.