IEA HPT Annex 56: EDCSproof -Datenblatt zu IoT Projekten und Produkten (2023)

Dieses Datenblatt ist ein Beispiel für Internet of Things (IoT) Projekte und Produkte, die im Rahmen von IEA HPT Annex 56 (Digitalisierung und IoT für Wärmepumpen) erhoben wurden. Das Energy Demand Control System - PROcess Optimization For industrial low temperature systems (EDCSproof) des AIT Austrian Institute of Technology ist ein nachhaltiges Konzept zur Dekarbonisierung industrieller Energieversorgungssysteme durch Digitalisierung. 

Das Konzept umfasst eine prädiktive Online-Steuerung, thermische Energiespeicher, flexible Verbraucher, Systemoptimierung und Abwärmerückgewinnung. Das im Labor optimierte Konzept wurde auf Skalierbarkeit und Anwendbarkeit in verschiedenen Industriesektoren untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf der optimalen Prozesssteuerung für kleine und mittlere Unternehmen, damit diese als flexible Verbraucher agieren und die Abwärmenutzung optimieren können. 

Das Steuerungskonzept besteht hauptsächlich aus

1. einem Betriebsplaner mit einem Prognosehorizont von z.B. 24 Stunden (vergleichbar mit Strommärkten), der regelmäßig optimale Trajektorien für die Aktoren des Energieversorgungssystems berechnet,
2. einem modellprädiktiven Regler mit einem kürzeren Zeitraum (typischerweise einige Stunden), um den Trajektorien des Betriebsplaners so genau wie möglich zu folgen,
3. einem Beobachter, um den aktuellen Zustand des Systems anhand von Messdaten abzuschätzen, und
4. einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI, human machine interface) für die Interaktion mit den Bediener:innen (z.B. Eingabe des Produktionsplans, Abwägung der Optimierungsziele). 

Zu den Herausforderungen zählen die Implementierungskosten, menschliche Interaktionen, Rechenaufwand und Unsicherheiten bei Last- und Wettervorhersagen. Das EDCS-Konzept wurde erfolgreich getestet und wird in verschiedenen Industrieanlagen weiter erprobt.