InEnmasys Gebäude Intelligentes Energiemanagementsystems zwischen verschiedenen Erzeugern, Verbrauchern und Speichern in Gebäuden

Das übergeordnete Ziel des zugrundeliegenden Projektes „InEnmasys Gebäude“ ist es, ein gebäude- und energieträgerübergreifendes Energiemanagementsystem zu entwickeln, das den Energieaustausch zwischen Gebäuden ermöglicht und den fossilen Gesamtenergie­einsatz des Gebäudeverbunds minimiert. Die Betrachtungen werden für drei unter­schiedliche Untersuchungsobjekte (1) Gewerbepark, (2) Kommune und (3) zwei Einfamilienhäuser durchgeführt.

Im Zuge der geplanten Bearbeitung der Projektidee sollen die rechtlichen, wirtschaftlichen und technischen Anforderungen für alle drei Untersuchungsobjekte erarbeitet werden. Schwerpunkte bilden dabei:

• Die Erhebung der ökologischen und ökonomischen Potenziale.
• Die Einbindung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen und der Nutzen von gebäudeübergreifendem Energiemanagement auf die Netzbelastung (durch Einsatz verschiebbarer Lasten, Lastabgleich).
• Die Auslegung, Integration und Bewirtschaftung von Energiespeichern.
• Der Einsatz von Low-Tech Komponenten um eine breite Anwendbarkeit sicher­zustellen.

Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeit beruht zudem auf der angestrebten Umsetzung des Energieaus­tausches zwischen zwei Einfamilien­häusern die über unterschiedliche Energie­aufbringungs­möglichkeiten verfügen. Durch den gebäudeübergreifenden Energie­austausch zwischen diesen beiden Objekten soll die Nutzung der vorhandenen erneuerbaren Erzeugung gestärkt und damit die Häufigkeit von Über- oder Unterdeckungen reduziert werden. Zudem soll die Gesamtperformance des Systems zusätzlich durch eine Akkustation gesteigert werden. Akkustationen werden derzeit zwar vermehrt angeboten, eine technische Verifizierung im Echtbetrieb liegt jedoch meist nicht vor. Im Zuge von InEnmasys soll daher der praktische Einsatz einer Speicherlösung in einem Einfamilienhaus untersucht werden.

In diesem Projekt wird demnach das grundlegende wissenschaftliche, technische und wirtschaf­tliche Wissen und die notwendigen Fertigkeiten erarbeitet und kombiniert, um ein gebäude- und energieträgerübergreifendes Energiemanagementsystem zu erarbeiten.

Ausgangssituation

Die Energieversorgung ist derzeit noch hauptsächlich auf eine Energieflussrichtung von den großen Erzeugern hin zu den KonsumentInnen (EndverbraucherInnen) und damit ganz klar zur Versorgung entsprechend einem ungesteuerten Verbrauch ausgerichtet. Durch die bestehenden Gesetze und Förderungen werden jedoch in den letzten Jahren (und vermutlich auch weiterhin) von Privatpersonen, Gewerbebetrieben und Kommunen in großer Anzahl Anlagen zur Energiebereitstellung aus Erneuerbaren errichtet. Diese Anlagen zur Selbst­versorgung weisen fast ausschließlich einen dargebotsabhängigen Charakter auf, wodurch Erzeugung und Verbrauch auf Objektebene einander nicht zu jedem Zeitpunkt entsprechen. Aus diesem Grund kommt es bei der lokalen Eigenversorgung zu Situationen in denen die Erzeugung den Verbrauch übersteigt (Überdeckung) und zu Situationen in denen der Verbrauch größer als die Erzeugung ist (Unterdeckung). Durch die zunehmende dezentrale Erzeugung aus erneuerbaren Energieträgern wird dabei teilweise auch die Energieflussrichtung umgekehrt und an den Verbrauchsknoten nicht benötigte Energie in das überlagerte Netz zurück geliefert. Durch den Einsatz von Speichern und die direkte Versorgung benachbarter Objekte können aber die Energieversorgung effizienter gestaltet (Nutzung von Überschüssen durch Eigenverbrauch und Nachbarn) und die Übertragungsverluste minimiert werden. Interessant ist dabei vor allem die Einbeziehung von verschiedenen Energieträgern und die Möglichkeit einer Substitution (Austausch von Wärme und elektrischer Energie).

Bislang gibt es erst wenig Demonstrations- und Realisierungserfahrungen mit den dargestellten Voraussetzungen. Die verfügbaren Energiemanagementsysteme betrachten immer nur einen Energieträger und ein Gebäude. Außerdem verfügen sie oft nicht über die notwendige Funktionalität, um Erzeuger und Speicher optimiert zu betreiben. Gegenstand dieses Projektes ist daher die Konzeption und praktische Erprobung eines energieträger- und gebäude­übergreifenden Energiemanagementsystems.