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Intelligente Nahwärme mit Solarsystemen

Projektpartner Ruediger Leibauer (v.l.), Betriebsleiter Heizkraftwerk bei den Stadtwerken Kempen, Dr. Carsten Magaß vom Projektträger Jülich und Prof. Dr. Mario Adam vom ZIES an der Hochschule Düsseldorf (Foto: HSD)

In der Stadt Kempen wird in den kommenden Jahren ein intelligentes Nahwärmesystem erforscht, in das verschiedene Technologien wie Solarthermie und Photovoltaik eingebunden werden.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Mario Adam am Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES) an der Hochschule Düsseldorf (HSD) startet gemeinsam mit den Stadtwerken Kempen das Forschungsprojekt „BestHeatNet“. Es soll ein Modellprojekt zu intelligenter und effizienter Nahwärmeversorgung sein. Realisiert wird es im Neubauquartier „Auf dem Zanger“ in Kempen am Niederrhein. Das Projekt wird mit rund 1,2 Millionen € vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BmWi) im Rahmen des Energieforschungsprogramms gefördert.

Die Wärmeversorgung der Zukunft wird sich ebenso wie die Stromversorgung durch einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien auszeichnen. Aufgrund der Fluktuation erneuerbarer Energien wegen wechselnder Wetterverhältnisse ist eine hohe Flexibilität gefragt. Genau diese Flexibilität werden die Wissenschaftler um Prof. Adam und die Stadtwerke Kempen im Forschungsprojekt BestHeatNet erproben. Die Wärmeversorgung für das geplante Quartier „Auf dem Zanger“ in Kempen mit rund 100 Wohneinheiten wird hierfür für 5 Jahre zum Reallabor. Solarthermie, PowerToHeat mit Wärmepumpe und Elektroheizstab, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage (KWK), ein Spitzenlastkessel und eine Photovoltaik-Anlage mit Batterie produzieren zukünftig benötigte Wärme und Strom aus unterschiedlichen Energiequellen. Der Erneuerbaren Energien Anteil aus lokaler Produktion soll rund 30 Prozent betragen.

Das Forschungsziel besteht in der Entwicklung eines intelligenten Optimierungs- und Regelungsverfahrens. Dieses schaltet, unter sich ständig ändernden Randbedingungen, zu jeder Zeit den passenden Wärmeerzeuger ein. Ändert sich das Wetter, der Strompreis oder der Wärmebedarf, muss das System geeignet reagieren. Dafür sind die Geräte untereinander vernetzt: Bei hohem Strompreis läuft z.B. die KWK-Anlage und dessen Strom wird entweder ins Netz eingespeist oder zum Antrieb der Wärmepumpe verwendet. Bei niedrigen Strompreisen bezieht die Wärmepumpe Strom aus dem Netz und die KWK-Anlage steht still. Dies wirkt zudem stabilisierend auf das Stromnetz. „Der Clou ist die Nutzung neuronaler Netze, also künstlicher Intelligenz, in einem solchen System“, erklärt Prof. Adam. „Die Regelung ist selbstlernend und erkennt z.B. Zeiten hohen und niedrigen Wärmeverbrauchs und sich änderndes Nutzerverhalten. Es greift unter anderem auf Wetterprognosen zu und kann dadurch die solare Wärmeproduktion stundengenau voraussagen.“ So kann jederzeit die kosten- oder energieeffizienteste Betriebsstrategie gefahren werden.

Das intelligente Nahwärmenetz „Auf dem Zanger“ ist Blaupause für bereits geplante, größere Wärmenetze in Kempen. Das Projekt BestHeatNet startet im Dezember 2018 und hat eine Laufzeit von fünf Jahren.

 

4.12.2018 | Quelle: HSD | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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