Energetische Optimierung einer Energie-Plus-Siedlung auf Systemebene

Forschungsinhalt – Energetische Optimierung einer Energie-Plus-Siedlung auf Systemebene

Das lokale Projekt EOS im Bereich Erlangen-Nürnberg wird in Zusammenarbeit mit den Bewohnern des Baugebiets 411 in Erlangen und den regionalen Projektpartner der Erlanger Stadtwerke AG, der Heitec Innovations GmbH, Opal RT Germany, der Technischen Universität Nürnberg sowie dem Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme der Friedrich-Alexander-Universität, der das Projekt leitet, durchgeführt. EOS verfolgt den Ansatz eines optimierten Energieeinsatzes von Strom, Wärme, Kälte und Mobilität auf Quartiersebene hin zu einer Energiegemeinschaft.

Hierbei wird ein Verbund von Wohneinheiten, über die Grenzen des eigenen Hausanschlusses, systemisch optimiert. Mögliche Optimierungsziele sind die Erhöhung der Einspeisung vorhandener PV-Anlagen sowie eine optimale Wärme- und Stromspeicherbewirtschaftung. Dies soll durch den koordinierten Betrieb der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr unter Berücksichtigung von Erzeugung, Verbrauch und den vorhandenen Speichern durchgeführt werden. Die verfügbaren Netzkapazitäten im Wohngebiet werden dabei einbezogen und möglichst optimal genutzt.

Zusätzlich werden unter Berücksichtigung der regulatorischen Rahmenbedingungen sowohl technische als auch ökonomische Szenarien analysiert und auf dem entstehenden Simulationsmodell („Digital Twin“) simuliert. Anhand des entstehenden Simulationsmodells ist es möglich Optimierungsalgorithmen, Automatisierungen sowie zusätzliche zu integrierende Komponenten wie Ladesäulen und zentrale und dezentrale Speichersysteme zu analysieren und deren Notwendigkeit zu beurteilen. Abbildung 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung des Simulationsaufbaus und des Datentransfers.

Abbildung 1: Übersichtsdarstellung Projekts

Ablauf des Projektes

Abbildung 2 stellt anhand eines Zeitstrahls den zeitlichen Ablauf des 3-Jährigen Projekts EOS dar. Zu Beginn des Projekts erfolgt die Einrichtung der Datenerfassung und -übermittlung an die Friedrich-Alexander-Universität. Nach 3-monatiger Projektlaufzeit wird die Teilnehmeranzahl überprüft. Sollte die Aussagekraft der Ergebnisse aufgrund einer zu geringen Teilnehmerzahl zu gering sein, wird das Projekt nicht fortgesetzt.

Abbildung 2: Projektablauf

Während der Installation der Messtechnik wird der regulatorische Rahmen analysiert und mögliche Anpassungen entwickelt. Zusätzlich wird der Digitale Zwilling des Baugebiets auf dem Echtzeitsimulator der Friedrich-Alexander-Universität implementiert. Nach Aufbau des Simulationsmodells und der Integration der Messdaten, wird das Wohnquartier als Microgrid untersucht, d.h. die unterschiedlichen Energieflüsse der jeweiligen Haushalte werden betrachtet und gemeinsam optimiert. Nach der halben Projektlaufzeit werden verschiedenste Szenarien entwickelt und untersucht. Diese können die Integration zusätzlicher Komponenten wie Speicher und Ladeinfrastruktur sein oder auch verschiedene Optimierungsalgorithmen wie bespielhaft ökonomische Anreize, Netzdienlichkeit sowie Inselfähigkeit. Im letzten Jahr werden Feldtests durchgeführt. Hierbei werden Steuersignale von den entwickelten Optimierungsalgorithmen an dezidierte Anlagen im Baugebiet gesendet.

Wichtige Informationen für Interessierte des Baugebiets 411

Durch die Teilnahme entstehen Ihnen keine zusätzlichen Kosten
Der Aufwand beschränkt sich darauf uns ein- bis zweimal Zugang zu Ihrem Anschlussraum zu gewähren, um die Messtechnik zu installieren. Der einfachste Weg wäre ein WLAN Zugang/Gastzugang der in das VPN von der Friedrich-Alexander-Universität integriert wird
Die Datenerfassung erfolgt anonymisiert und wird ausschließlich dem jeweiligen Eigentümer und den Projektpartnern, die an dem Simulationsmodell arbeiten, gewährt
Die verbaute Messtechnik kann ggf. auch nach dem Projekt bei Ihnen bleiben
Wir sind jederzeit erreichbar unter ees-eos@fau.de

Aktueller Stand der Begutachtung und Beteiligung

Bewilligt, Projektstart 01. März 2024
Nächste Informationsveranstaltung voraussichtlich Frühling 2024
Die Beteiligungsquote beträgt ca. 45 %, Ziel: 50 – 60 %, Wünschenswert: 100 %