IEA HPP Annex 42: Wärmepumpen in intelligenten Energienetzen nachhaltiger Städte

Ziel ist, die technischen Möglichkeiten sowie ökonomische/regulatorische Rahmenbedingungen von weitgehend vom Stromanbieter gesteuerten Wärmepumpen zum Lastausgleich in intelligenten Netzen zu analysieren. Darüber hinaus werden die Auswirkung auf thermische Verbraucher und mögliche Potentiale untersucht, um ökonomische Anreizmodelle zur Lastverschiebung sowie den Nutzen für Energieversorgungsunternehmen/EndkundInnen herauszuarbeiten.

Status

Laufend (Mai 2013 – Juli 2016)

Kurzbeschreibung

Die im Zuge der Umgestaltung des österreichischen Energiesystems verstärkte Einspeisung dezentraler Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik führt Mittel- und Niederspannungsnetze zunehmend an die Grenzen ihrer Belastbarkeit. Zudem erzeugt die volatile und schwer prognostizierbare Erzeugungskapazität der Erneuerbaren große Lastschwankungen und damit Netzinstabilitäten, die im Extremfall zu Stromausfällen führen können. Stromgeführte Wärmepumpen stellen aufgrund ihrer elektrischen und thermischen Seite eine geeignete Technologie für den Lastausgleich elektrischer Netze dar.

Das Ziel des österreichischen Beitrags zum IEA HPP Annex 42 Projekt ist es deshalb, die technischen Möglichkeiten sowie die ökonomischen / regulatorischen Rahmenbedingungen von stromgeführten Wärmepumpen zum Lastausgleich in intelligenten Netzen zu analysieren und die Auswirkung auf thermische Verbraucher und mögliche Potentiale zu untersuchen, um darauf basierend ökonomische Anreizmodelle zur Lastverschiebung sowie den Nutzen für Energieversorgungsunternehmen sowie EndkundInnen herauszuarbeiten.

Zu diesem Zweck werden basierend auf typischen nationalen Wärmepumpensystemen bzw. -anwendungen verschiedene Systemkonfigurationen zur Einbindung von Wärmepumpen ins elektrische Netz modelliert, simuliert und hinsichtlich ihrer Anlageneffizienz analysiert. Genauer betrachtet werden in diesem Zusammenhang insbesondere die Auswirkungen einer modellprädiktiven Regelung der Wärmepumpen. Die Steuerung strombetriebener Wärmepumpen und Speicher in intelligenten Netzen kann entweder übergeordnet, d.h. durch den Netzbetreiber, oder lokal d.h. vor Ort, erfolgen. Grundsätzlich gilt für beide Ansteuerungen, dass die thermischen Trägheiten eines Gebäudes, die letztlich einen intermittierenden Betrieb einer Wärmepumpe erlauben, bekannt sein und untersucht werden müssen. Schließlich werden die technischen und ökonomischen Rahmenbedingungen für die Integration von Wärmepumpen in elektrische Netze und Märkte modelliert, simuliert und analysiert.

Im Projekt werden Simulationsmodelle zur Abbildung von Wärmepumpensystemen in thermischen und elektrischen Netzen sowie, basierend auf Ergebnissen aus Vorprojekten, das Konzept einer modellprädiktiven Regelung auf Geräteebene entwickelt. Zudem werden die thermischen Auswirkungen bzw. Einflüsse auf das Gebäude kategorisiert und Vorschläge für Business Cases inklusive Tarifmodellen sowie ein Katalog mit Anforderungen für den Netzanschluss von „Smart Grid“-Wärmepumpen entwickelt. Abschließend werden ökonomische und regulatorische Rahmenbedingungen für das Lastmanagement mit Wärmepumpen ausgearbeitet und in der Zielgruppe disseminiert.

Publikationen

Wärmepumpen in intelligenten Energienetzen - IEA HPP Annex 42 (Andreas Zottl)

Das Video entstand im Rahmen der Veranstaltung "Highlights der Energieforschung 2016: Die Rolle der Wärmepumpe im zukünftigen Energiesystem" am 22. Juni 2016.

Videos

Kurzvortrag " Wärmepumpen in intelligenten Energienetzen nachhaltiger Städte, HPP Annex 42" (Thomas Fleckl) im Rahmen des IEA-Vernetzungstreffen 2015

zum NachhaltigWirtschaften YouTube ChannelWeitere Kurzvorträge des IEA-Vernetzungstreffen 2015 finden sie im NachhaltigWirtschaften YouTube Channel.

Teilnehmende Staaten

Dänemark, Deutschland, Finnland (in Vorbereitung), Großbritannien, Niederlande, Österreich, Schweden (in Vorbereitung), Schweiz, Südkorea, USA

Kontaktadresse

Austrian Institute of Technology GmbH (AIT)
DI (FH) Andreas Zottl
Giefinggasse 2
1210 Wien

Tel.: +43 (0) 50550-6309
E-Mail: Andreas.Zottl@ait.ac.at

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