Foto: Frontansicht des sozialen Wohnbaus Mühlweg in Wien

Symbiose-4-IuG - Systemübergreifende optimale dezentrale Hybridspeicher-4-Industrie und Gewerbe

Im Projekt Symbiose-4-IuG wird die Kopplung bestehender Energienetze/-träger an zentraler Stelle im Energienetz oder dezentral direkt beim Kunden (Haushalte, Industrie und Gewerbe) und der Einsatz von dezentralen Speichertechnologien untersucht. Anhand von Modellnetzen werden optimale Positionen, Technologien und Dimensionen der Speicher- und Umwandlungstechnologien im Energiesystem ermittelt und der optimierte energienetzübergreifende Betrieb größerer Kunden­gruppen im Hybridnetz mit Eigenerzeugung berechnet.

Kurzbeschreibung

Status

Förderangebot angenommen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Die Motivation der Untersuchung liegt in der Ermittlung von unterstützenden Maßnahmen bei einem hohen Ausbau dezentraler erneuerbarer Erzeugungstechnologien und den sich daraus ergebenden Energiebezugseinsparungen für städtische Gebiete.

Im vorangehenden Forschungsprojekt "Symbiose" wurde die Rolle systemübergreifender, dezentraler Speicher- und Umwandlungs­technologien für vollständig regenerativ ausgebaute Modellregionen (Stadt, Land) im Verteilnetz untersucht. Das Projekt zeigte, dass mit sinnvollem Speichereinsatz ein hoher Grad an erneuerbaren Erzeugern in das elektrische Netz integriert werden kann. Die Kopplung bestehender Energieinfrastrukturen erfolgte vorwiegend auf der Verbraucherseite und ermöglichte eine deutliche Reduktion des Gesamtenergiebezugs aus übergeordneten Netzebenen.

Die Verbrauchergruppen im Projekt Symbiose berücksichtigten allerdings nur das Verbraucherverhalten von Haushaltskunden und der Landwirtschaft. Industriekunden und Gewerbe wurden in beiden Modellregionen des Projekts nicht betrachtet.

Industriekunden und Gewerbe weisen spezifisches Verbrauchsverhalten auf, das sich wesentlich von der Haushaltskundencharakteristik und dementsprechend der bezogenen Leistung und der genutzten Energiemenge unterscheidet, wodurch eine Erweiterung des Modelles aus "Symbiose" um weitere Kundengruppen sinnvoll erscheint.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Projekt "Symbiose-4-Industrie und Gewerbe" berücksichtigt aus diesem Grund auch Gewerbe- und Industriekunden bei der Ermittlung des Potentials von dezentralen Speichertechnologien und Kopplung der Energienetze für urbane Gebiete.

Ziel des Projektes ist es zu zeigen:

  • dass durch die Verschränkung von unterschiedlichen Energieträgern (Strom-, Gas- und Wärmesystem) im Energienetz und auf der Verbraucherseite eine höhere Gesamtenergieeffizienz und optimale Nutzung regenerativer Energieträger für die Region Stadt und deren Mitspieler (Stakeholder: Netzbetreiber, Haushaltskunde und Modellregion) realisiert werden kann.
  • Wie groß der Bedarf an dezentralen Speichertechnologien bei einem vermehrten Einsatz der Umwandlungstechnologien für die Verschränkung bestehender Infrastrukturen und unter Berücksichtigung der Verschiebungspotentiale bei Gewerbe und Industriekunden ist.
  • Welche Potentiale die Kopplung der Infrastrukturen für den Industrie und Gewerbebereich bringen kann.
  • Wie sich die Verschränkung von unterschiedlichen Energieträgern auf den Netzbetrieb auswirkt.
  • Welche Minderungspotentiale bei Importabhängigkeiten der fossilen Energieträger und CO2-Reduktionspotentiale sich durch die "Symbiose-4-IuG" Idee für die Stadt der Zukunft ergeben können.

Methodische Vorgehensweise

Um die Ziele zu erreichen wird zunächst das Energiesystem des Partners MPREIS näher untersucht. Der betrachtete Energieverbraucher und das zugehörige Energiesysteme werden als dynamische Modelle in geeigneter Modellierungssoftware (z.B. Matlab, Dymola) abgebildet.

Das Energiesystem der Modellregion wird für die Anbindung mehrerer Gewerbe und Industriekunden angepasst. Es wird auch das ermittelte regenerative Potential aus dem Vorprojekt in der Modellregion neu verteilt. Darauf aufbauend wird die Modelregion Stadt, die aus dem Energie­system der Kunden und dezentralen Erzeugen besteht, abgebildet und optimiert.

Das Ziel der Optimierung ist es, technische Grenzen im Energienetz unter Berücksichtigung von dezentralen Speicher- und Umwandlungs­technologien und einer bewussten Ausnutzung der ermittelten Flexibilitätspotentiale der Industrie- und Gewerbebetriebe auch bei einem massiven Ausbau regenerativer Energieträger einzuhalten. Das soll bei minimalen Gesamtkosten des Energiesystems geschehen. Die Optimierung wird dabei aus Sicht unterschiedlicher Stakeholder durchgeführt.

Erwartete Ergebnisse

Das Verschiebungspotential von Industrie-und Gewerbekunden wird ermittelt. Darauf aufbauend werden die Position, installierte Leistung, Kapazität und die Betriebsführung der installierten Speicher- und Umwandlungstechnologien pro Stakeholder in der Modellstadt im Rahmen der Optimierung festgelegt. Es wird der gemeinsame Nutzen aller Stakeholder hinsichtlich der importierten und exportierten Energieflüsse durch den Einsatz genannter Maßnahmen in der Modelregion beziffert und das CO2 - Reduktionspotenzial für alle Stakeholder ermittelt. Letztendlich wird versucht die ermittelten Ergebnisse auf andere Städte in Österreich zu übertragen.

Projektbeteiligte

Projektleitung

TU Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

  • TU Wien, Institut für Energietechnik und Thermodynamik
  • MPREIS Warenvertriebs GmbH
  • Vorarlberger Energienetze GmbH

Kontaktadresse

Technische Universität Wien
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
Arbeitsgruppe Elektrische Anlagen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Gawlik
Gußhausstraße 25 / E370-1
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801-370111
Fax: +43 (1) 58801-370199
E-Mail: wolfgang.gawlik@tuwien.ac.at
Web: www.ea.tuwien.ac.at

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