Foto: Frontansicht der Schule Schwanenstadt

SPIN.OFF - SPeicherINtegration in das Büro(OFFice)gebäude Tech2Base

Im vorliegenden Projektvorhaben wird ein in Planung befindliches Bürogebäude ein Zink-Bromid Redox Flow Batteriespeicher integriert. Anhand dieser Demonstrationsanlage sollen Fragen, die bei der Integration und dem Betrieb von Batteriespeichern in gewerblichen oder öffentlichen Gebäuden auftreten, beantwortet werden. Neben der optimalen Dimensionierung des Batteriespeichers und der Entwicklung eines selbstlernenden Energiemanagementsystems zur Erhöhung des Eigenverbrauchs und der Minimierung von Lastspitzen werden auch planungs- und sicherheitstechnische Aspekte untersucht.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Angesichts des fortschreitenden Klimawandels ist die Entwicklung resilienter Städte und Stadtteile mit hoher Ressourcen- und Energie­effizienz und der verstärkten Nutzung von Erzeugungstechnologien auf Basis erneuerbarer Energieträger ein zentrales Anliegen. Ein wichtiger Baustein ist dabei die Energieversorgung durch lokal verfügbare Energieträger wie Windkraft oder Photovoltaik. Fluktuierende Erzeugungsanlagen stellen Energie jedoch nicht bedarfsgerecht zur Verfügung. Dieser Umstand führt dazu, dass Energie gespeichert oder der Verbrauch an die Erzeugung (Demand Side Management) angepasst werden muss.

Inhalte und Zielsetzungen

Bisher gibt es jedoch gerade in gewerblichen oder öffentlichen Gebäuden wenig Erfahrungen hinsichtlich der Integration sowie dem Betrieb von Batteriespeicher. Daher wird im vorliegenden Projektvorhaben ein Zink-Bromid Redox Flow Batteriespeicher in die Tech2Base, ein in Planung befindliches Bürogebäude im 21ten Wiener Gemeindebezirk, integriert. Anhand dieser Demonstrationsanlage sollen Fragen, die bei der Integration und dem Betrieb von Batteriespeichern in gewerblichen oder öffentlichen Gebäuden auftreten, beantwortet werden.

Methodische Vorgehensweise

Ein wichtiger Aspekt dabei ist die integrative Planung. Die steigende Komplexität der Haustechnik verlangt eine immer intensivere Abstimmung der einzelnen Gewerke. Daher wird in Abstimmung mit allen Beteiligten ein elektrotechnisches und architektonisches Konzept zur Integration eines Batteriespeichers erarbeitet. Parallel dazu werden technische, rechtliche und regulative Hemmschwellen und Barrieren identifiziert. Als Ergebnis wird ein Informationsblatt für Gebäudeplaner erstellt.

Neben der elektrotechnischen Integration ist auch die Einbindung des Batteriespeichers in das Energiemanagement des Gebäudes ein wichtiger Faktor. Um ein bestmögliches Zusammenspiel aller Komponenten sowie einen flexiblen und bedarfsorientierten Betrieb zu ermöglichen, wird ein selbstlernendes Energiemanagementsystem entwickelt. Primär werden dabei eine hohe Eigenverbrauchsdeckung sowie die Glättung von Lastspitzen angestrebt. Dazu wird ein selbstlernendes künstliches neuronales Netzwerk zur Prognose des Verbrauchs entwickelt. Gemeinsam mit der Strahlungsprognose und weiterer Einflussfaktoren kann darauf aufbauend der bestmögliche Lade- und Entladefahrplan für das Batteriesystem ermittelt werden.

Trotz hoher Versorgungsqualität und -sicherheit soll das Batteriesystem auch einen Inselbetrieb ermöglichen, um im Falle einer Störung oder eines Netzausfalls einen Notbetrieb aufrecht halten zu können. In der Praxis herrscht allerdings noch große Unklarheit darüber, ob die Funktionalität der elektrotechnischen Schutzeinrichtungen weiterhin in vollem Ausmaß gegeben ist. Um dies zu überprüfen, wird eine Versuchsreihe im Hybrid Energy Lab der Fachhochschule Technikum Wien durchgeführt.

Eine eineinhalb jährige Betriebs- und Monitoringphase ermöglicht es neue Erfahrungen und Erkenntnisse über den Einsatz von Batteriespeicher­systemen in gewerblichen oder öffentlichen Gebäuden zu gewinnen sowie die Funktionsweise des Energiemanagers und der gewählten Batterietechnologie zu überprüfen und zu optimieren.

Im Zuge dieser Monitoringphase erfolgt eine ergänzende Bewertung der Umweltwirkungen. Dazu wird eine Lebenszyklusanalyse des Zink-Bromid-Redox-Flow Speichers durchgeführt und mit anderen Batteriespeicher­technologien verglichen.

Am Ende der Monitoringphase erfolgt eine Befragung der MieterInnen bzw. der GebäudenutzerInnen, um die Akzeptanz von Batteriespeichern am Arbeitsplatz einschätzen zu können. Um das Bewusstsein sowie die Sichtbarkeit des Batteriespeichers zu erhöhen, erfolgt dazu eine Visualisierung des Batteriespeichersystems im Eingangsbereich des Gebäudes.

Erwartete Ergebnisse

Anhand der geplanten Demonstrationsanlage sollen unterschiedliche Fragestellungen, die bei der Integration und dem Betrieb von Batteriespeichern in gewerblichen oder öffentlichen Gebäuden auftreten, beantwortet werden.

Projektbeteiligte

Projektleitung

Kurt Leonhartsberger, MSc., Technikum Wien GmbH

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • TU Wien

  • ATB Becker e.U.

  • Blue.Sky Energy GmbH

  • FH Technikum Wien

Kontaktadresse

Technikum Wien GmbH
Höchstädtplatz 6
A-1200 Wien
Tel.: +43 (664) 619 25 86
E-Mail: kurt.leonhartsberger@technikum-wien.at
Web: www.technikum-wien.at

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