SOCO – Storage Optimisation Concepts – Optimierte thermische Speichersysteme für Industrie, Gewerbe und Fernwärmenetze

Für die Umsetzung der Optimierungspotentiale in Industrie, Gewerbe und Fernwärme im Bereich der thermischen Energie müssen verbraucherseitige Reduktionsmaßnahmen getroffen werden (Wärmeintegration), sowie die Integration von erneuerbaren Energieträgern weiter vorangetrieben werden. In beiden Fragestellungen handelt es sich um komplexe Optimierungen, da zeitliche Variabilitäten von Wärmebedarf und Wärmeverfügbarkeit aufeinander abgestimmt werden müssen. Wärmespeicher spielen dabei eine entscheidende Rolle und stellen einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Ressourcen- und Energieeffizienz im Energiesystem dar. Planungstools, die nicht nur Einzelspeicher, sondern industrielle Speichersysteme bestehend aus mehreren Speichern optimieren, sind derzeit nicht verfügbar. Zielsetzung des Projektes SOCO ist es ein Planungstool zu entwickeln, mit dessen Hilfe ein optimiertes Konzept für thermische Speichersysteme entwickelt wird. Mit diesem Planungstool wird es möglich sein – aufbauend auf einer Pinch Analyse auf Basis realer Betriebsdaten und zeitlich wechselnder Lastprofile – Konzepte zur Reduktion des Primärenergiebedarfs für Industriebetriebe und andere komplexe thermische Energiesysteme zu realisieren. Die Anwendung des Tools soll es ermöglichen mit realen Prozessdaten verbraucherseitige Effizienzmaßnahmen (Wärmeintegration in der Industrie, Gewerbe) optimal planen und auslegen zu können und gleichzeitig die Möglichkeiten des technisch und wirtschaftlich sinnvollen Einsatzes von erneuerbarer Energie, im Speziellen von solarer Prozesswärme, auszubauen.

Das SOCO Planungstool wird folgende Funktionen besitzen:

• Pinch Analyse auf Basis realer Betriebsdaten und zeitlich wechselnder Lastprofile und Erstellung eines Wärmetauschernetzwerks

• Darstellung der verbleibenden Lastprofile auf unterschiedlichen Temperaturniveaus zur bestmöglichen Integration erneuerbarer Energien (Solarer Prozesswärme) • Erstellung eines Speichersystems mit Rücksicht auf das Wärmetauschernetzwerk aus der Pinch Analyse und auf die bestmögliche Einbindung erneuerbarer Energie (Solare Prozesswärme)

• Darstellung eines gesamtheitlichen Optimierungskonzepts (Speicher und Wärmetauscher) und dessen Energieeinsparungspotentials Das SOCO Planungstool wird speziell für den Bedarf von Energieberatern, Energiemanagern, Solarplanern und Anlagenbaufirmen entwickelt. Die Einsatzmöglichkeiten des Planungstools liegen in der Industrie, in Gewerbebetrieben und Fernwärmenetzen, wo komplexe Wärme- und Kälteströme gegeben sind. Die Projektergebnisse von SOCO sind:

• Datenerfassung und Aufbereitung realen Daten von Großspeichern zur Generierung der Berechnungs – und Simulationsalgorithmen

• Planungstool zur Erstellung von Wärmetauschernetzwerken auf Basis der Pinch Analyse unter Berücksichtigung realer Prozessparameter und zur Generierung von optimierten thermischen Speichersystemen. Dabei werden die Anzahl, Art, Größe und Regelung von Speichern im komplexen industriellen Umfeld bei gleichzeitiger Integration von erneuerbaren Energieformen (Solarthermie) optimiert.

• Optimierte Wärmekonzepte für 3 Fallstudien (Best practice Beispiele)

• Darstellung des Optimierungspotentials von ideal ausgelegten Wärmespeichersystemen in der Industrie Die Ergebnisse sollen als Basis für die Ableitung des Optimierungspotentials durch den vorgeschlagenen Lösungsansatz bei weiteren Anwendungen dienen.