DigitalEnergyTestbed Offene Testumgebung zur Evaluierung von Digitalisierungslösungen für integrierte Strom-Wärmenetze
Der integrierte Betrieb von Strom- und Wärmenetzen stellt besondere Anforderungen an Automatisierungs- und Regelungslösungen sowie Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Ziel des Projekts DigitalEnergyTestbed ist die Sondierung der konkreten Herausforderungen, Möglichkeiten und Voraussetzungen für die Integration unterschiedlicher Software und Hardware Komponenten zu einer offenen und domänenübergreifenden Testumgebung für die Evaluierung und Entwicklung von Digitalisierungslösungen im integrierten Strom-Wärmenetz. Die betrachteten Anwendungsfälle inkludieren innovative Einzelkomponenten (z.B. Übergabestationen mit Booster-Wärmepumpen) sowie systemische Aspekte (z.B. Regelungsstrategien und Flexibilitätskonzepte). Wesentliche Innovationen hierbei sind die digitale Verknüpfung unterschiedlicher Komponenten und die Öffnung der Testumgebung. Dieses inkludiert die Nutzung und Weiterentwicklung offener Software und die Veröffentlichung der im Projekt entwickelten Digitalisierungslösungen als open-source code sowie die Öffnung der Testumgebung zur Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partnern zu einem „virtuellen Labor“.
Ausgangssituation
Die Klima- und Energiestrategie Österreichs identifiziert die
Sektorkopplung als ein wesentliches Schlüsselkonzept, ein wichtiger Aspekt dabei ist der integrierte Betrieb von Strom- und Wärmenetzen. Die Evaluierungen und (Weiter-) Entwicklung bzw. Integration von Automatisierungs- und Regelungslösungen sowie Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) ist komplex und mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden, darüber hinaus ist die Übertragbarkeit und Vergleichbarkeit von Ergebnissen oft stark eingeschränkt.
Projektverlauf
Das Projekt verläuft in mehreren Phasen: Begonnen wird mit einer Evaluierung und Beschreibung des State-of-the-art verfügbarer und in Planung
befindlicher Testumgebungen für integrierte Strom-Wärme-Netze. Weiters werden Anwendungsfälle für Strom-Wärmenetz-Kopplung
identifiziert, detailliert beschrieben und deren Anforderungen an die Laborinfrastruktur evaluiert. Danach wird an offenen Software-Lösungen gearbeitet, die die Kopplung unterschiedlicher
Laboreinrichtungen ermöglichen, sowie Simulationsmodelle erstellt, die die virtuelle Einbindung
ausgewählter und im Labormaßstab nicht verfügbar oder realisierbarer Komponenten
(Fernwärmenetz, Saisonalspeicher, etc.) ermöglicht.
Abschließend wird die entwickelte Testumgebung auf ihre tatsächliche Anwendbarkeit ausgewählte Anwendungsfälle abzubilden bewertet. Unterstützt wird dieser Prozess durch die kontinuierliche Einbindung ausgewählter Stakeholder aus Forschung und Industrie.
Meilensteine
- - Konzeptentwicklung für eine offene Testumgebung
- - Beurteilung der technischen Machbarkeit einer offenen Testumgebung
- - Detaillierte Beschreibung möglicher Anwendungsfälle und Nutzen der Testumgebung
- - Evaluation der Testumgebung für ausgewählte Anwendungsfälle anhand von konkreten Versuchen
- - Einbeziehung ausgewählten Stakeholder in Co-Creation Prozess
- - Disseminationsaktivitäten (Präsentationen bei nationalen und internationalen Konferenzen und Tagungen, Veröffentlichung von Artikeln in Fachzeitschriften)
- - Identifikation von Folgeprojekten
"Testumgebungen, die Simulations- und Hardwarekomponenten koppeln, können systematisches Testen innovativer Lösungen für die Sektorintegration von Strom- und Wärmenetzen und deren rasche Markteinführung erheblich erleichtern."
– Benedikt Leitner –
Ergebnisse
– Konzept einer offenen Testumgebung für IKT Lösungen im integrierten Energiesystem
– Dokumentation verschiedener Anwendungsfälle der Testumgebung inkl. Anfoderungen an deren Implementierung
– Entwicklung von open-source Software für die Kopplung von Laborinfrastruktur und Weiterentwicklung von Wärmenetzmodellen
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Dr. Benedikt Leitner
Dr. Benedikt Leitner ist seit 2016 am AIT Austrian Institute of Technology, Center for Energy, als Scientist im Bereich Integrated Energy Systems tätig. Er arbeitet im Bereich Sektorkopplung von Fernwärme- und Stromnetzen. Schwerpunkte seiner Arbeit sind Modellierung und Simulation hybrider Energienetze, Betriebsoptimierung und Regelung sowie Digitalisierung von Energieinfrastruktur. Benedikt Leitner studierte Technische Physik an der TU Wien sowie Volkswirtschaft an der Universität Wien. Im März 2021 promovierte er zum Dr. techn. im Bereich Energietechnik an der TU Wien.
Steckbrief
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Projektnummer881132
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Koordinator
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ProjektleitungBenedikt Leitner, benedikt.leitner@ait.ac.at
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SchlagwörterDigitalisierung, Fernwärme, Hybride Energienetze, Intelligente Netze, Laborinfrastruktur, Power-to-Heat
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FörderprogrammEnergieforschung
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Budget249.132 €
