Zeitschrift EE

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Regelungs- und Betriebsverhalten komplexer Energieverbünde zukünftiger Stadtquartiere

Mit der Entwicklung energieeffizienter Gebäude und dem massiven Ausbau regenerativer Energiegewinnung wurde die Transformation unserer urbanen Energiesysteme in Gang gesetzt. Die Abhängigkeit der regenerativen Energiebereitstellung von nicht steuerbaren und wechselhaften Phänomenen wie Wind und Sonne, die stetig ausgebaute dezentrale Energiegewinnung sowie der steigende Effizienzdruck verursachen dabei eine massive Erhöhung der Systemkomplexität.

Abbildung: Stadtquartier Mülheim, Foto: Stadt Mülheim/Hans Blossey

Im Projekt ÖkoOptQuart werden ein energietechnisches, ein ökonomisches sowie ein regelungstechnisches Modell für komplexe Energieverbünde in Stadtquartieren entwickelt und zu einem leistungsfähigen Gesamtmodell verknüpft. Die energietechnische Modellierung bildet das thermische sowie das elektrotechnische Verhalten eines urbanen Energieverbundes detailliert und zeitlich hoch aufgelöst ab. Das ökonomische Modell ermöglicht eine kontinuierliche ökonomische Bewertung der Betriebsweise, indem der zeitliche Verlauf der entstehenden Kosten abgebildet und analysiert werden kann. Das regelungstechnische Modell beinhaltet je nach Ausführung eine konventionelle Regelung, oder eine im Projekt entwickelte vorausschauende, kostenoptimierende Regelungsstrategie für die Betriebsführung komplexer Energieverbünde in Gebäudeverbünden / Stadtquartieren und ermöglicht einen Vergleich der beiden Regelungen durch umfassende Simulationsstudien. Die Integration der verantwortlichen Planer und Investoren stellt die Modellentwicklung auf ein praxisnahes Fundament.

Modellansätze auf Grundlage der Daten von Projektpartnern bzw. aus Literaturrecherchen werden in anwendungsspezifischen Simulationswerkzeugen implementiert und mittels Co-Simulation verknüpft, um die gesamte Bandbreite von Energietechnik bis Ökonomie ganzheitlich abbilden zu können. Parallel werden die Modelle für die Regelung so weit vereinfacht, dass ein in Echtzeit lösbares Optimierungsproblem formuliert werden kann, welches einen ökonomischen Betrieb der energietechnischen Konfiguration gewährleistet. Die Qualität dieser Regelung wird schließlich anhand der Co-Simulation validiert und die entstehenden Betriebsstrategien werden bezüglich der Möglichkeit ihrer Verallgemeinerung auf andere Konfigurationen untersucht.

Auftraggeber
Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

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Projektpartner
BIOENERGY 2020+ GmbH (Projektleitung)
AEE  INTEC
Technische Universität Graz, Institut für Wärmetechnik
ISWAT GmbH
TB-Starchel Ingenieurbüro-GmbH
PMC – Gebäudetechnik Planungs GmbH

Ansprechperson
Dr. Ingo Leusbrock, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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