HeatPool Heat water storage pooling
Das Hauptziel des Projekts Heat water storage pooling ist die Untersuchung und Demonstration der Minderung negativer Auswirkungen, die sich aus der Volatilität und Prognoseungenauigkeit der Stromerzeugung durch Windkraftanlagen ergeben. Ziel ist es, einen integrierten und ganzheitlichen Pooling-Ansatz für Wärmespeicher in verschiedenen Größen- und Anwendungsbereichen zu entwickeln und dessen Einsatz als Flexibilität für die lokale Nutzung von Windenergie zu demonstrieren bzw. in ein virtuelles Kraftwerk (VPP) zu integrieren. In diesem mit der Energie-Vorzeigeregion „Green Energy Lab“ assoziierten Projekt werden bestehende thermische Speicher mit vorhandenen elektrischen Wärmeerzeugern (Wärmepumpen oder Elektrodirektheizungen) durch eine IKT-Anbindung aufgerüstet, um die Optimierung des Energiesystems durch Kombination zu einer großen virtuellen Speichereinheit zu unterstützen. Eine Nachrüstung mit Wärmerzeugern erfolgt innerhalb des Projekts nicht. Nach Abschluss des Projekts wird ein reproduzierbares, skalierbares und validiertes System für die sektorübergreifende Speicherung von Strom in Wärmeanwendungen zur Verfügung stehen, einschließlich praktikabler Geschäftsmodelle, um Systemflexibilität bereitzustellen und den Anteil erneuerbarer Energie innerhalb des Energieversorgungssystems zu erhöhen.
Ausgangssituation
Eine hohe Durchdringung der Stromversorgung mit fluktuierender Einspeisung aus erneuerbaren Quellen bedingt einen hohen Flexibilitätsbedarf. Wärmespeicher bieten aufgrund ihrer Speicherkapazität das Potential, Flexibilität für das Energiesystem bereitzustellen. Sensible Wärmespeicher werden dafür heute bereits über Rundsteuereinheiten, die den Betrieb kundenseitiger Heizgeräte und Speicher zu günstigen Zeiten ermöglichen, genutzt. Nahwärmenetze und Heizzentralen im mehrgeschossigen Wohnbau sind meist mit einer thermischen (und elektrischen) Vor-Ort-Produktion gekoppelt und werden somit nur nach den Bedürfnissen des Wärmenetzes betrieben und optimiert.
Projektverlauf
Ein Konzept zur optimierten und holistischen Bewirtschaftung von Warmwasserspeichern in einem flexiblen Poolingansatz wird entwickelt. Darüber hinaus werden in einem Testbetrieb die Wärmespeichereinheiten von mindestens 30 Einzelkunden sowie die eines Fernwärmenetzes und fünf mehrgeschossigen Wohnanlagen innerhalb der Windregion zur Demonstration mit der Leitwarte des Windparkbetreibers verbunden und der Betrieb der gepoolten Warmwasserspeicher optimiert. Während der Demonstrationsphase werden die folgenden Aspekte analysiert: Minimierung der Kosten für KundInnen / LieferantInnen aufgrund des optimierten Speicherbetriebs; Netzbetriebsoptimierung durch vertikales Pooling von Wärmespeichern; höheres Integrationspotenzial für RES durch Verlagerung des P2H Betriebs in Zeiten hoher Produktion; Vermeidung der Abschaltung von Windanlagen; Vermeidung von Regel- und Ausgleichsenergie. Durch das Projekt steht ein erprobtes Konzept für die breite Einführung eines vertikal integrierten Warmwasserspeicher-Poolings mit technischen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekten für mehrere AkteurInnen zur Verfügung. Am Ende des Projekts wird ein multiplikationsfähiger Ansatz für die flächendeckende Einführung des Poolings von Wärmespeichern in allen Ebenen zur stetigen Optimierung des Energiesystems und der Marktintegration von Windenergie zur Verfügung stehen.
Meilensteine
- Projekt gestartet
- Anforderungen analysiert
- Requirements engineering abgeschlossen
- Regelalgorithmen für Wärmespeicher in allen Ebenen entwickelt
- Das gemeinsame Simulationsmodell ist erstellt
- Erfolgreicher Testlauf
- Beginn der Monitoringphase
- Demonstrationsphase beendet
- Projekt beendet
"Für die Energiewende benötigen wir mehr Energiespeicher. Vorhandene Warmwasserspeicher können hierbei durch gezielte Beladung bzw. Vorhaltung von Energie einen wesentlichen Beitrag leisten."
– Markus Puchegger –
Ergebnisse
Nach Abschluss des Projekts kann ein reproduzierbares und skalierbares, funktionierendes und validiertes System für Wärmespeicher-Pooling in breitem Stil umgesetzt werden, um Systemflexibilität bereitzustellen. Ebenso soll dadurch das Aufnahmepotential für erneuerbare Energie innerhalb des Energieversorgungssystems erhöht werden.
Da das Projekt darauf abzielt, bestehende Speicher in Verbindung mit elektrisch relevanter Wärmeerzeugung (direkt oder über Wärmepumpen) in die Windleitwarte zu integrieren, wird eine Nachrüstung von Heizungsapplikationen im Projekt explizit ausgeschlossen.
Das folgende Video erklärt das Prinzip.
Markus Puchegger
Markus Puchegger ist wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschung Burgenland GmbH im Center für Energy Transition mit den
dem Forschungsschwerpunkt der technischen und energiewirtschaftlichen Integration von Erneuerbarer Energie in das bestehende Energiesystem.
Er verfügt er über mehrjährige Projekterfahrung in nationalen und internationalen
Projekten und ist zudem Preisträger des Pannonia Research Award für die Arbeit zum Thema:
„Lastverhalten und DSM-Potential in Bürogebäuden“
Steckbrief
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Projektnummer871699
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Koordinator
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ProjektleitungMarkus Puchegger, markus.puchegger@forschung-burgenland.at
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Partner
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SchlagwörterSektorkopplung, Virtuelles Kraftwerk, Warmwasserspeicherpooling, Windintegration
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FörderprogrammEnergieforschung
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Dauer09.2019 - 08.2022
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Budget1.345.869 €
