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Smart Energy Management – Intelligentes Energiemanagement von Strom, Gas, Wärme und Kälte

EnEff:Wärme - Forschung für energieeffiziente Wärme- und Kältenetze

Trassenverlauf des „fiktiven“ Nahwärmenetzes

© TU Dresden

Projektsteckbrief

Projektstatus Projektstatus: Phase 3Realisierung
Standort der Kommune 01062 Dresden, Sachsen
Projektthemen

Projektbeschreibung

Aktuelle politische sowie ökologische Rahmenbedingungen verbunden mit stetig steigenden Energiepreisen erfordern die Nutzung aller Möglichkeiten zur ressourcenschonenden Energieerzeugung aber auch zur weiteren Energieeinsparung. Als Folge des Ausbaus der erneuerbaren Energie, insbesondere im Bereich der Elektroenergieerzeugung, werden zukünftig Erzeugungslösungen zur Verfügung stehen müssen, die sehr schnell auf fluktuierende Lasten reagieren können.

Ziel des Projekts ist die Erarbeitung und Analyse eines aktiven Last- und Erzeugungsmanagements elektrischer und thermischer Energieformen mit dem Fokus auf dezentralen Erzeugungsstrukturen sowie dezentraler thermischer anlagen- und bautechnischer Speicher im urbanen Raum. Neben der wärmetechnischen Versorgung einzelner Gebäude wird insbesondere die liegenschaftsübergreifende Anbindung an Nahwärmenetze betrachtet.

Projektstruktur

Im Rahmen des Projekts erfolgt eine Zusammenarbeit verschiedener wissenschaftlicher Einrichtungen mit dem Ziel eines abgestimmten Energiemanagements für Gebäude und Quartiere. Insgesamt gliedert sich das Projekt in 5 Teilthemen (TT), die wie folgt bearbeitet werden:

  • TT1: Energiemanagement im Gebäude
    Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung
  • TT2: Energiemanagement Fernwärmenetze
    Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung
  • TT3: Speicherfähigkeit der Gebäudekonstruktion
    Professur für Bauklimatik
  • TT4: Speicherpotentiale außerhalb von Gebäuden
    Professur für Baubetriebswesen
  • TT5: Modellierung elektrischer Netze
    Professur für Elektrische Energieversorgung.

Neben der Entwicklung von Analysetools in Form numerischer Programme, werden die Erkenntnisse an ausgewählten Beispielsystemen getestet. Zusätzlich zu den thermischen und hydraulischen Analysen wird für das betrachtete Versorgungsgebiet ein elektrisches Netz modelliert und die Auswirkungen der entwickelten Regelungs- und Optimierungsstrategien diskutiert.

Zielsetzung

Neben der Erarbeitung optimierter Regelungs- und Steuerungskonzepte für den Betrieb komplexer Energiesysteme werden thermische Speicherpotenziale innerhalb und außerhalb der Gebäudehülle quantifiziert und unter energetischen und wirtschaftlichen Aspekten bewertet. Darüber hinaus sollen im Zusammenhang mit dem Einsatz von kleinen, dezentralen KWK-Systemen Aussagen hinsichtlich der elektrischen Frequenzstabilität sowie der Spannungsqualität generiert werden.

Arbeitsprogramm

Zur Durchführung des Forschungsvorhabens wurde an der TU Dresden eine interdisziplinäre Forschergruppe gegründet, die mit Wissenschaftlern aus dem Baubereich, der Gebäudeenergietechnik bzw. Wärmeversorgung sowie der elektrischen Energieversorgung besetzt ist. Darüber hinaus wird das Projekt von den Unternehmen Techem Energy Services und Vattenfall Europe unterstützt.

Die Forschungsarbeiten umfassen:

  1. Ausführliche Literaturrecherchen, Definitionen von Schnittstellen
  2. Messtechnische Versuchsanordnungen 
  3. Durchführung stationärer sowie dynamischer Untersuchungen als Grundlage für die Erstellung numerischer Simulationsmodelle
  4. Modellierung von Anlagenkomponenten, Gebäudemodellen und Quartieren.
  5. die Realisierung der Simulationen in Form von Variantenrechnungen.
Finanzierung

Das Projekt wird vom BMWi im Rahmen der Forschungsinitiative EnEff: Stadt – Verbundprojekt Netze gefördert; ein Anteil von 16,5% der Aufwendungen wird von Mitteln der Industriepartner gedeckt.