Aktuelle Forschungsprojekte
Sie finden hier aktuelle Projekte, die die Forschungsarbeit des Instituts repräsentieren.
Praxiserprobung des Regionalen Virtuellen Kraftwerks auf Basis der Mikro-KWK-Technologie
Kurzbeschreibung (Deutsch)
Die dezentrale Energieversorgung soll in den kommenden Jahren einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende und zur Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland leisten. Be-sonders in den Fokus der Betrachtungen geraten dabei Systeme, die im peripheren Ballungs-raum eingesetzt werden können, der hauptsächlich durch Ein- und kleine Mehrfamilienhäu-ser gekennzeichnet ist. Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung Systeme (Mikro-KWK Systeme) eige-nen sich hierfür besonders, da diese neben der Heizwärmeversorgung einen Beitrag zur Elektroenergieproduktion leisten. In der Vergangenheit wurden diese Systeme meist unko-ordiniert im „Stand-Alone Betrieb“ betrieben. Zukünftig sind jedoch Randbedingungen bei der Elektroenergieerzeugung wahrscheinlich, die einen gesteuerten Betrieb der Erzeugungs-anlagen verlangen, bzw. bei der an die Geräte gewisse Anforderungen in Hinblick auf eine Bereitstellung von Systemdienstleistungen gestellt werden. Ergänzt werden die dezentralen Erzeugungsanlagen besonders in Regionen mit hoher regenerativer Elektroenergieerzeugung aus Photovoltaik (PV) und Wind durch elektrische Heizsysteme. Technologisch stehen hierfür Wärmepumpensysteme (WP Systeme) sowie in einfachster Weise elektrische Heizstäbe zur Verfügung. Die koordinierte Betriebsführung von kleinen dezentralen Erzeugungsanlagen und dezentralen Verbrauchsanlagen ist zum heutigen Zeitpunkt noch nicht praxisnah erforscht.
Das avisierte Forschungsvorhaben soll die aufgeworfenen Fragestellungen untersuchen und am praktischen Beispiel den Betrieb eines „Regionalen Virtuellen Kraftwerks“ (RVK) realisie-ren. Hierzu sind neben den technischen Fragestellungen der Ansteuerung sowie des Betriebs auch wirtschaftliche Gesichtspunkte Gegenstand der Untersuchungen. In Kooperation mit der EWE AG sollen 15 Mikro-KWK Systeme und zwei Brennstoffzellenheizsysteme (BZH) in ausgewählten Liegenschaften installiert und in eine zentrale Kommunikationsstruktur einge-bunden werden. Zusätzlich werden in ausgewählten Liegenschaften thermische Speichersys-teme ertüchtigt und mit einem elektrischen Direktverbraucher ausgerüstet. Die im Vorgän-gerprojekt „Regionales Virtuelles Kraftwerk auf Basis der Mini- und Mikro-KWK Technologie – Intelligente Vernetzung von thermischen und elektrischen Verbrauchersystemen“ erarbei-teten Algorithmen sollen auf den Feldtest übertragen und getestet werden. Die Betriebs-überwachung soll mittels eines geeigneten Monitoring Tools vorgenommen werden, welches unterschiedliche Mikro-KWK Technologien verarbeiten kann. Zusätzlich wird das Monitoring Tool um Wärmespeichersysteme erweitert, wodurch es möglich ist auch die direkte Wandlung von Elektroenergie in thermische Energie zu betrachten.
Ziel des Vorhabens ist die praktische Demonstration eines „Regionalen Virtuellen Kraft-werks“ im EWE-Netzgebiet, die Entwicklung von wirtschaftlichen Betriebs- und Einsatzstra-tegien für verschiedene Wirkebenen des RVK und die Berücksichtigung der Anforderungen aus dem regionalen Mittel- und Niederspannungsnetz. Dabei sollen die, für künftige Verän-derung des Marktdesigns in Richtung Flexibilitätsmärkte erforderlichen, innovativen Rege-lungs- und Steuerungsstrategien in der Praxis angewendet werden. Die gezielte Ansteuerung regional verfügbarer und dezentraler Flexibilitäten ist für die Energiewende von großer Be-deutung, weil damit der Abgleich von lokaler und dargebotsabhängiger Erzeugung mit dem Stromverbrauch ermöglicht wird. Des Weiteren soll mit dem Forschungsvorhaben der pri-märenergetische Vorteil gegenüber bestehenden Standardlösungen aufgezeigt werden.
Das avisierte Forschungsvorhaben soll die aufgeworfenen Fragestellungen untersuchen und am praktischen Beispiel den Betrieb eines „Regionalen Virtuellen Kraftwerks“ (RVK) realisie-ren. Hierzu sind neben den technischen Fragestellungen der Ansteuerung sowie des Betriebs auch wirtschaftliche Gesichtspunkte Gegenstand der Untersuchungen. In Kooperation mit der EWE AG sollen 15 Mikro-KWK Systeme und zwei Brennstoffzellenheizsysteme (BZH) in ausgewählten Liegenschaften installiert und in eine zentrale Kommunikationsstruktur einge-bunden werden. Zusätzlich werden in ausgewählten Liegenschaften thermische Speichersys-teme ertüchtigt und mit einem elektrischen Direktverbraucher ausgerüstet. Die im Vorgän-gerprojekt „Regionales Virtuelles Kraftwerk auf Basis der Mini- und Mikro-KWK Technologie – Intelligente Vernetzung von thermischen und elektrischen Verbrauchersystemen“ erarbei-teten Algorithmen sollen auf den Feldtest übertragen und getestet werden. Die Betriebs-überwachung soll mittels eines geeigneten Monitoring Tools vorgenommen werden, welches unterschiedliche Mikro-KWK Technologien verarbeiten kann. Zusätzlich wird das Monitoring Tool um Wärmespeichersysteme erweitert, wodurch es möglich ist auch die direkte Wandlung von Elektroenergie in thermische Energie zu betrachten.
Ziel des Vorhabens ist die praktische Demonstration eines „Regionalen Virtuellen Kraft-werks“ im EWE-Netzgebiet, die Entwicklung von wirtschaftlichen Betriebs- und Einsatzstra-tegien für verschiedene Wirkebenen des RVK und die Berücksichtigung der Anforderungen aus dem regionalen Mittel- und Niederspannungsnetz. Dabei sollen die, für künftige Verän-derung des Marktdesigns in Richtung Flexibilitätsmärkte erforderlichen, innovativen Rege-lungs- und Steuerungsstrategien in der Praxis angewendet werden. Die gezielte Ansteuerung regional verfügbarer und dezentraler Flexibilitäten ist für die Energiewende von großer Be-deutung, weil damit der Abgleich von lokaler und dargebotsabhängiger Erzeugung mit dem Stromverbrauch ermöglicht wird. Des Weiteren soll mit dem Forschungsvorhaben der pri-märenergetische Vorteil gegenüber bestehenden Standardlösungen aufgezeigt werden.
Zeitraum
01.12.2014 - 30.11.2017
Art der Finanzierung
Drittmittel
Projektleiter
- Herr Prof. Dr.-Ing. Peter Schegner
Projektmitarbeiter
- Herr Dipl.-Ing. Jens Werner
- Herr Dipl.-Ing. Jan Keller
- Frau M.Sc. Liya Ma
Finanzierungseinrichtungen
- Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Kooperationspartnerschaft
keine
Externe Kooperationspartner
- EWE AG, Unternehmen (Deutschland)
Website zum Projekt
Zugeordnete Profillinie
Energie, Mobilität und Umwelt
Relevant für den Umweltschutz
Ja
Relevant für Multimedia
Nein
Relevant für den Technologietransfer
Nein
Schlagwörter
Smart Home
Berichtsjahr
2017