Intelligentes Energiemanagement für Multimodale Energiesysteme: Wärme und Strom im Zusammenspiel

Im Rahmen des Projekts wird ein intelligentes Energiemanagement (EM) für multimodale Gebäudeenergiesysteme mit hohem Anteil erneuerbarer Energien entwickelt. Angesichts steigender Energiepreise und neuer Technologien wie Energiespeicher, Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen wird es zunehmend attraktiver, elektrische und thermische Erzeugung sowie Verbrauch lokal zu kombinieren. EM Systeme ermöglichen dabei einen effizienten und sicheren Betrieb thermisch-elektrischer Systeme durch die Koordination von Erzeugung, Verbrauch und Speicherung.

Das geplante EM System löst wesentliche Herausforderungen: Zunächst wird die automatische Identifikation von Anlagenparametern während des Betriebs ermöglicht, was den manuellen Aufwand für die Inbetriebnahme erheblich reduziert. Gleichzeitig erlaubt dieser Ansatz eine kontinuierliche Verfeinerung der Modelle und die Berücksichtigung von Alterungseffekten. Darüber hinaus berücksichtigt das EM System Unsicherheiten in der Erzeugung erneuerbarer Energien sowie im Verbrauch durch stochastische Optimierung. So wird ein stabiler und effizienter Betrieb trotz fluktuierender Einspeisung und variierender Lasten gewährleistet. Zusätzlich wird ein probabilistisches Monitoringsystem entwickelt, das neben Messdaten weitere nicht direkt messbare Größen berechnet und Fehler erkennt. Durch eine darauf basierende Rekonfiguration des EM Systems soll so auch bei Störungen ein sicherer Betrieb ermöglicht werden.

Die Beiträge des Projekts umfassen neben der Entwicklung eines modularen EM Systems umfangreiche Tests in Simulationen, mit einem digitalen Zwilling und in einer realen Pilotanlage, der Therme Bad Wörishofen. Die Pilotanlage bietet hierbei eine ideale Umgebung mit komplexer Systemtopologie, um das EM System unter realen Bedingungen zu erproben und eine schnelle Übertragbarkeit auf andere Anwendungen sicherzustellen. Neben dem Gebäudesektor sollen so auch Stromnetze, Quartiere oder industrielle Anlagen von der Technologie profitieren.