Energiemanagementkonzepte

Innovative vernetzte Automationssysteme für Gebäude und Quartiere

© Fraunhofer IEE
Kommunikations- und Regelschema zur Flexibilisierung von Wärmepumpen

Energieeffiziente Gebäude stellen besondere Anforderungen an Design und Betrieb der gesamten Anlagentechnik zum Heizen, Kühlen und Belüften. Aufgrund der zunehmenden Verschmelzung der Sektoren Strom und Wärme bei der Versorgung von Gebäuden und Quartieren müssen innovative Automationssysteme die fluktuierende Energieerzeugung (basierend auf Wind und Solarenergie) und die jeweiligen Wärme- und Strombedarfe optimal aufeinander abstimmen.

Einige Beispiele aus Forschungs- und Industrieprojekten zeigen den Erfolg solcher Strategien.

Innovative Büroimmobilien

Zentrum für Umweltbewusstes Bauen, Kassel

Innovative Ansätze bei größeren Gebäuden integrieren Vorhersagesysteme für Wetter und Gebäudenutzung in klassische Automationssysteme, indem diese mit modellbasierten Entscheidungsalgorithmen kombiniert werden. Solche Systeme wurden beispielsweise am Zentrum für Umweltbewusstes Bauen (ZUB) in Kassel mit Hilfe neu entwickelter Schnittstellen und Algorithmen in die Gebäudeleittechnik integriert und erfolgreich erprobt.

Sektorgekoppelte Anlagensteuerung

Wärmepumpensysteme können im zukünftigen Energiesystem dadurch, dass sie als flexible Lasten im Stromnetz fungieren können, wichtige Systemdienstleistungen übernehmen. Die Potentiale dieser Lastverschiebung durch die Entwicklung von neuen Steuerstrategien im Hinblick auf die Ausnutzung von thermischen Speichern im Gebäuden erarbeitet und erprobt.

Digitalisierung in der Fernwärme

Der Ansatz der Lastverschiebung lässt sich analog auf leitungsgebundene Wärmeversorgungssysteme aus dem Bereich der Nah- und Fernwärme übertragen. Eine Gesamteffizienzsteigerungen durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationsstrukturen zur optimierten und prognosegestützten Steuerung von Wärmerzeugungs- und Nutzeranlagen ist dadurch realisierbar.
Durch die regelungstechnische Aktivierung von Wärmeflexibilitäten wird eine systemische Integration dezentraler Wärmeabnehmer in die Kraftwerkseinsatzplanung ermöglicht.