Projekt "TWINopt"
Vorausberechnung der Temperaturfeldentwicklung in großen Wärmespeichern zur Integration in Netzsimulation und Betriebsoptimierungen (TWINopt)
| Projektleitung: | Dr.-Ing. Karin Rühling |
|---|---|
| Projektpartner: | 3S Consult GmbH, Vattenfall Wärme Berlin AG |
| Finanzierung: | BMWK (FKZ: 03EN6016) |
| Laufzeit: | 07/2022 - 06/2025 |
Kurzbeschreibung
Das Vorhaben hat das Ziel, sowohl für thermo-hydraulische Netzsimulationen als auch Betriebsoptimierungen von Fernwärmesystemen ein leistungsfähiges Speichermodell (digitaler Zwilling) für große Wasserwärmespeicher (siehe beispielhaft Abbildung 1) zu konzipieren und so die Erschließung von Energieeffizienz- und CO2-Vermeidungspotential auf dem Pfad der Wärmewende signifikant zu unterstützen. Unter Einbeziehung von standortspezifischen Konstruktionsdetails soll das neuartige Speichermodell es ermöglichen, basierend auf einem Ausgangs-Temperaturprofil im Speicher in Abhängigkeit von Temperaturen und Volumenströmen der Be- und Entladung eine möglichst präzise Vorhersage der Temperatur des jeweils aus dem Speicher austretenden Volumenstroms zu tätigen. Des Weiteren sollen Tool(s) zur Parametrierung und Kopplung mit Betriebsoptimierung und thermo-hydraulischer Netzsimulation entwickelt werden.
Abbildung 1: im Uhrzeigersinn: Kraftwerk Reuter West (Quelle: Vattenfall); 1-Zonen-Speicher Dessau (Quelle: www.nord-luftbilder.de); Druckspeicher Kraftwerk Dresden-Reick (Quelle: Oliver Killig); 2-Zonen-Speicher Kiel (Quelle: Stadtwerke Kiel)
Die Validierung des erarbeiteten Speichermodells erfolgt mittels faseroptischer Temperaturmessung (DTS distributed temperature sensing), flankiert von Simulationsrechnungen. Hierzu wird ein neuer Messaufbau im und am Wärmespeichers der Vattenfall Wärme Berlin AG am Standort Reuter West mit DTS-Messtechnik ausgestattet. Die sich anschließenden Messkampagnen am Wärmespeicher Reuter West dienen ebenso wie neue Messkampagnen der im Rahmen des BMWi-Projektes SPICE errichteten Wärmespeicher an den Standorten Dessau und Kiel zur Prüfung der Genauigkeit und Praxistauglichkeit der Modellansätze.
Um die faseroptische Temperaturmessung künftig noch stärker bei der Neuinstallation von Speichern zu berücksichtigen, soll sie im Sinne eines neuen Standard-Messverfahrens der Anlagenüberwachung und Betriebsführung weiterentwickelt werden. Dazu sind im Projekt u. a. Basisroutinen zur unkomplizierten Verwertung der auflaufenden Daten in Prozessleitsystemen zu entwickeln, die Weiterentwicklung von Verfahren zur Datenaufbereitung und zur visuellen Darstellung voranzutreiben sowie in der Praxis im Zusammenspiel mit realen Energieversorgungsaufgaben zu testen. Folgerichtig ist auch die Überführung der vorhandenen Expertise und neu gewonnener Erkenntnisse im Bereich der DTS-Messaufbauten in Planungs- und Montagehilfen ein essentielles Ziel.
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