Das Verständnis und die Modellierung von Energiesystemen ist für die Gestaltung und den Betrieb nachhaltiger Energiesysteme entscheidend. Diese Vorlesung bietet eine umfassende Einführung in die Methoden und Werkzeuge zur Analyse, Optimierung und Bewertung solcher komplexen Energiesysteme. Neben einer Einführung in die Energiesystemtechnik werden die grundlegenden Konzepte der Modellierung zu Beginn der Vorlesung behandelt. Danach werden Parametern, Variablen und Eingangsdaten behandelt, die die Basis jeder Modellbildung bilden. Ein zentrales Thema der Vorlesung ist die mathematische Optimierung. Schritt für Schritt werden verschiedene Optimierungsverfahren kennengelernt und auf reale Energiesysteme angewendet. Neben technischen Aspekten spielen besonders auch wirtschaftliche und ökologische Faktoren eine entscheidende Rolle. Doch wie zuverlässig sind unsere Modelle? Unsicherheiten in Energiesystemen müssen einbezogen werden und Methoden zur Validierung und Verifizierung von Modellen kennengelernt werden. Auch räumliche und zeitliche Dimensionen spielen eine große Rolle – schließlich verändern sich Energieströme je nach Standort und Tageszeit erheblich. Zum Abschluss werden gängige Softwarelösungen vorgestellt, die in der Praxis zur Modellierung von Energiesystemen eingesetzt werden.

Die Vorlesung verbindet Theorie mit praxisnahen Anwendungen und gibt Studierenden das Rüstzeug, um komplexe Energiesysteme zu analysieren, zu gestalten und erste eigene Modellierungen aufzubauen.