FlexControl

Verbundvorhaben zur Entwicklung netzdienlicher Betriebsführungsstrategien für eine energieeffiziente Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden im GHD-Sektor
Im Rahmen des seit Anfang 2016 laufenden Verbundvorhabens »FlexControl« werden neuartige, praxistaugliche Betriebsführungsstrategien für eine energieeffiziente und netzdienliche Wärme- und Kälteversorgung von Neubau- und Bestandsgebäuden im Gewerbe-/Handels-/Dienstleistungssektor (GHD) entwickelt. Um die notwendigen Anforderungen der Anlagenbetreiber an den realen Betrieb adäquat zu erfassen, wird als erster Schritt eine umfassende Umfrage von Gebäude- und Anlagenbetreibern im GHD-Sektor durchgeführt. Diese Umfrage soll insbesondere die Transparenz über die eingesetzten Technologien zur Wärme- und Kälteerzeugung erhöhen sowie die Bereitschaft und Motivation von Gebäudebetreibern für einen netzdienlichen Anlagenbetrieb bei unterschiedlichen Anreizmodellen untersuchen. Grundlage der netzdienlichen Betriebsführungsstrategien ist dabei eine Entkopplung des Wärme- bzw. Kältebedarfs der Gebäude von der Erzeugung in Verbindung mit elektrischem Strom (d.h. elektrischen Wärmepumpen /Kältemaschinen und/oder BHKW). Zur Entkopplung im Gebäude, stehen die in der folgenden Abbildung dargestellten Optionen (Batterien, Fuel Switch, thermische Speicher, Trägheit der Gebäudemasse) zur Verfügung. Im Projekt liegt einer besonderer Fokus auf der Option "Nutzung thermischer Speicher".

 

Mögliche Optionen den Energiebedarf vom Netto-Netzbezug zu entkoppeln: elektrische Speicherung, (temporärer) Wechsel des Energieträgers, thermische Speicher, Nutzung der Gebäudemasse als Speicher und Anpassung des Nutzerverhaltens. Abbildung in Anlehnung an Klein (2017). © Fraunhofer ISE

 

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden Regelstrategien für reale Anlagen mit Hilfe von Simulationsmodellen und gekoppelten Optimierungsalgorithmen hinsichtlich eines netzdienlichen Betriebs bestimmt. Aus dem optimalen Systemverhalten werden einfacher anwendbare und daher praxisnähere Regeln mittels Betriebsmustererkennung abgeleitet. Diese Regeln werden zunächst in sogenannten "Hardware in the Loop" (HiL)-Testständen und anschließend im realen Gebäudebetrieb von drei Demonstratorgebäuden hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit getestet.

 

 

Demonstrationsgebäude in denen Netzdienlichkeitsstrategien im Rahmen von FlexControl untersucht werden: Gebäude R auf dem Campus des Fraunhofer ISE (links;  © Fraunhofer ISE) und der Campus Bottrop der Hochschule Ruhr-West (rechts; © Hochschule Ruhr-West)