Cooling LEC - Energieflexible Gebäude durch Steuerung von Kühlanlagen über unidirektionale Kommunikation in Local Energy Communities

An das Stromsystem (insbesondere an das Verteilnetz) werden in Folge des Klimawandels und des Temperaturanstieges insbesondere durch den Anstieg aktiver Kühlsysteme vor allem auf Niederspannungsebene neue Herausforderungen gestellt. Durch die hohe elektrische Leistung von aktiven Kühlaggregaten und die hohe Dichte an Anlagen, die mitunter unkoordiniert und zu ungünstigen Zeitpunkten betrieben werden, entstehen Verbrauchsspitzen im System. Das Projekt Cooling LEC weist daher als übergeordnetes Ziel die Entwicklung und Demonstration einer zentralen Steuerung / Intelligenz von dezentralen aktiven Kühlanlagen über eine Weiterentwicklung der unidirektionalen Kommunikation von Rundsteueranlagen zur Schaffung energieflexibler Gebäude im Sinne des neuen Ansatzes der "Local Energy Communities” durch Schaffung eines "Sondertarifs"aus. Rundsteueranlagen sind seit vielen Jahrzehnten etabliert und bei allen Energieversorgern vorhanden sowie bewährt. Das Upcsaling-Potential ist sehr groß.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Ausgangssituation / Motivation

Der voranschreitende Klimawandel hat in Österreich einen Anstieg der Temperaturen und demzufolge auch des Kühlbedarfs bzw. Kühlsysteme zur Folge. An das Stromsystem (insbesondere an das Verteilnetz) werden insbesondere durch aktive Kühlsysteme vor allem auf Niederspannungsebene neue Herausforderungen gestellt.

Durch die hohe elektrische Leistung von aktiven Kühlaggregaten und die hohe Dichte an Anlagen, die mitunter unkoordiniert und zu ungünstigen Zeitpunkten betrieben werden, entstehen Verbrauchsspitzen im System, welche Rundsteueranlagen (RSA) vermieden werden könnten.

Über RSA (=unidirektionale Kommunikation) wird seit Jahrzehnten der Betrieb von Boiler und Nachtspeicheröfen in den Nachstunden gestaffelt und Lastspitzen vermieden. Dieses Prinzip lässt sich auch für die Steuerung von Kühlgeraten in Abhängigkeit der Photovoltaik-Erzeugung realisieren. RSA sind seit vielen Jahrzehnten etabliert und bei allen Energieversorgern vorhanden sowie bewährt. Das Upcsaling-Potential ist sehr groß.

Inhalte und Zielsetzung

Das Projekt Cooling LEC weist als übergeordnetes Ziel

(1) die Entwicklung und Demonstration
(2) einer zentralen Steuerung / Intelligenz
(3) von dezentralen aktiven Kühlanlagen
(4) über eine Weiterentwicklung der unidirektionalen Kommunikation von Rundsteueranlagen
(5) zur Schaffung energieflexibler Gebäude
(6) im Sinne des neuen Ansatzes der "Local Energy Communities" durch Schaffung eines "Sondertarifs" aus.

Methodische Vorgehensweise

Neben der technischen Betrachtung müssen auch wirtschaftliche und rechtliche Faktoren berücksichtigt werden. Hier haben die im EU Winter Paket beschlossenen Rahmenbedingungen über die Schaffung von sogenannter Local Energy Communities (LEC) weitere Potentiale eröffnet.

LEC ermöglichen es den Prosumern vor Ort die vorhandene Netzinfrastruktur zu nutzen, um Strom miteinander zu tauschen und den lokalen Verbrauch hinsichtlich einer lokalen Eigenverbrauchsoptimierung zu steuern. LECs setzen nun dazu an, die lokal erzeugte Energie auch lokal zu "vermarkten".

Erwartete Ergebnisse

(1) Energetische Mehraufwand von dezentralen aktiven Kühlgeräten kann ausschließlich durch lokal vorhandene Erneuerbare Energie (PV) gedeckt werden.
(2) Keine zusätzliche Belastung der gängigen Kommunikationskanäle.
(3) Verzicht auf Investitionen in dezentrale Intelligenz bei den KundInnen.
(4) Upgrade der Rundsteueranlage zur Steuerung der aktiven Kühlgeräte.
(5) Optimierung der Steuerbefehle durch ein selbstlernendes System.
(6) Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit des Systems über LEC-Ansatz (neues Tarifmodell): Kostenreduktion um mind. 15 % für den Betrieb aktiver Klimageräte.
(7) Kein Komfortverlust der NutzerInnen.
(8) Abschätzung dezentraler Betriebszustände auf Basis zentral verfügbarer Daten: Das zu entwickelnde System soll gegenüber der starren Ansprache eine Steigerung der Ansprechgenauigkeit von 50 % mit sich bringen.

Die im Projekt entwickelte und demonstrierte Technologie soll kein Ersatz für die Bestrebungen der Entwicklung von Smart Grids und Energieeffizienzmaßnahmen sein. Vielmehr wird sie als Ergänzung zu diesen Bestrebungen gesehen, mit dem Ziel Datenmengen durch erhöhte Intelligenz im System zu substituieren.

Projektbeteiligte

ProjektleiterIn

4ward Energy Research GmbH

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

Stadtwerke Hartberg Verwaltungs Gesellschaft m.b.H.

Kontaktadresse

Dr. Thomas Nacht
Reininghausstraße 13A
A-8020 Graz
Tel.: +43 (664) 88500336
E-Mail: thomas.nacht@4wardenergy.at
Web: www.4wardenergy.at