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Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Labor Mess- und Regelungstechnik durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GridSystronic Energy GmbH durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schäffler sinnogy durchgeführt. Die Einbindung von Mini- und Mikro-BHKW in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) bietet vielfältige wirtschaftliche, Smart-Grids- und Klimaschutzpotentiale zur Unterstützung der 'Wärmewende'. Eine Einbindung solcher Anlagen ist bisher jedoch mit zumeist hohen Kosten verbunden, weshalb i.d.R. nur Anlagen in höheren Leistungsklassen (größer als 500 kWel) umgesetzt werden. Im Rahmen des Projekts mikroVKK wurde deshalb das Ziel verfolgt zu demonstriert und nachzuweisen, dass auch BHKW-Anlagen unter 100 kWel in ein virtuelles Kleinkraftwerk (VKK) wirtschaftlich einzubinden sind. GridSystronic Energy (GSE) hat hierfür ein spezielles VKK-System (gs.system) entwickelt, welches im Rahmen des Projekts unter realen Bedingungen erprobt, weiterentwickelt und möglichst zur Marktreife gebracht wurde. Durch die Konfiguration des Systems - d.h. einfache Steuerboxen (gs.box) werden als Gateway für die Kommunikation vor Ort zur Anlagen- und Zähleranbindung verbaut, wohingegen die Berechnungen, Simulationen und Optimierung der Steuersignale auf dem zentralen gs.server erfolgt - lässt sich eine kostengünstige und skalierbare Lösung darstellen. Zusammen mit zehn Stadtwerken als Praxispartner wurden unterschiedliche BHKW- Standorte identifiziert und auf deren technische Eignung und die Umsetzbarkeit neuer Geschäftsmodelle auf Basis einer intelligenten Steuerung analysiert. Für ausgewählte Objekte, wie z.B. Schulen, Wärmenetze, Mehrfamiliengebäude, wurde durch GSE eine Anbindung der für die Regelung notwendigen Geräte und Zähler realisiert. Regelwerke, wie z.B. 'Lastprofil folgen', als Basis für neue Geschäftsmodelle wurden mit den Praxispartnern abgestimmt und entwickelt. Anhand der Erkenntnisse zu den Effekten der intelligenten Steuerung (z.B. Nutzung von möglichen Flexibilitäten, Stabilität des Systems, Verschiebung der Betriebszeiten, Änderung der Lieferquoten etc.) wurden neue Geschäftsmodelle detailliert analysiert und mit den Praxispartnern prototypisch umgesetzt. Die Evaluation zu den Smart-Grids-Potenzialen (Flexibilität, netzdienliche Einspeisung etc.) sowie die Potenziale zur Unterstützung des Klimaschutzes (CO2-Minderung) erfolgte anhand von gemessenen und simulierten Werten. Während der Projektlaufzeit konnte die technische Anbindbarkeit von BHKW-Anlagen mit einer elektrischen Leistung bis 100 kWel demonstriert werden. Die Vorarbeiten für die Erarbeitung einer standardisierten und kostengünstigen Anbindungslösung war jedoch sehr viel zeitintensiver als ursprünglich geplant, weshalb die Anlagen verspätet oder z.T. gar nicht angebunden werden konnten. Wegen der geringen Datenbasis konnten die grundsätzlichen wirtschaftlichen Potenziale einer VKK Steuerung deshalb nur auf theoretischer Basis nachgewiesen werden. Die Anbindungs- und Integrationskosten hängen stark von den örtlichen Gegebenheiten ab, weshalb es hierfür keine pauschale Aussage getroffen werden kann. (Text gekürzt)

TIMES-HEAT

Das Projekt "TIMES-HEAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion durchgeführt. Das Projekt TIMES-HEAT ist eine Zusammenarbeit zwischen dem IIP und dem Europäischen Institut für Energieforschung im Bereich modellgestützte Energiesystemanalyse des deutschen Energiesystems mit besonderem Fokus auf den Wärmemarkt und Potenzialen für Mikro-KWK im Wohnsektor. Dafür müssen die Wechselwirkungen zwischen dezentraler objektbezogener Wärmeversorgung (Kessel, Klein-BHKW) und zentraler, leitungsgebundener Wärmeversorgung ebenso in Betracht gezogen werden wie die zeitliche und räumliche Verteilung des Wärmebedarfs sowie der Wärmeerzeugung. Dazu wird Deutschland in mehrere Subregionen unterteilt, der Gebäudebestand analysiert, klassifiziert und fortgeschrieben und die Abhängigkeit der Investitionsentscheidung bei Wärmeversorgungssystemen von der vorhandenen internen und externen Infrastruktur untersucht und abgebildet. Technologien an der Schnittstelle von Wärme- und Strommärkten wie KWK und Wärmepumpen haben einen besonderen Stellenwert im Modell. Das Optimierungsmodell wird in der TIMES-Umgebung entwickelt, die vom ETSAP -Konsortium der IEA herausgegeben wird, was beiden Projektpartnern zusätzlich die Möglichkeit bietet, die Kenntnisse im Umgang mit dieser Software zu vertiefen.

Handeln in einer neuen Klimakultur von der Industriekultur zur Dienstleistungskultur - Mit der Dienstleistungskultur zur Klimakultur

Das Projekt "Handeln in einer neuen Klimakultur von der Industriekultur zur Dienstleistungskultur - Mit der Dienstleistungskultur zur Klimakultur" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Essen AG durchgeführt. Übergeordnete Zielvorgabe des Projektes ist es, die CO2-Reduktionziele des Bundes bis 2020 in Essen zu realisieren. Dazu sollen Energie-Einsparpotentiale und klimaeffizientes Handeln in den Bereichen der generellen Nutzbarmachung regenerativer Energieträger sowie gezielt in den Bereichen Mobilität und Gebäudenutzung und durch querschnittsorientierte Maßnahmen auf der Ebene der Stadtplanung der Dienstleistungsentwicklung und des Netzwerkaufbaus auf den Weg gebracht werden. Projektansatz ist die Entwicklung einer neuen Klimakultur

Mikro-KWK Feldversuch

Das Projekt "Mikro-KWK Feldversuch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik durchgeführt. Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungs-(KWK) Anlagen erzeugen gleichzeitig Wärme und Strom. Ein kleiner Verbrennungs- oder Stirlingmotor erzeugt Strom der bevorzugt zur Eigenbedarfsdeckung verwendet wird. Überschüssiger Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken kann bei dezentralen KWK Systemen die Abwärme für die Heizung oder zur Warmwasserbereitung verwendet werden. Mit Hilfe eines intelligenten Wärmemanagements kann zudem die Stromproduktion dem aktuellen Stromverbrauch angepasst werden. Der Feldversuch umfasst insgesamt 12 KWK-Anlagen verschiedener Größe und Technologie sowie von unterschiedlichen Herstellern. Die aufgezeichneten Daten werden im Feldversuch vor Ort gesammelt, weiterverarbeitet und an den Lehrstuhl zur Datenauswertung weitergeleitet.

Teilprojekt: TUD - Testszenarien und Versuchsstand Mikro-KWK Systeme

Das Projekt "Teilprojekt: TUD - Testszenarien und Versuchsstand Mikro-KWK Systeme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Zur energetischen Versorgung von Gebäuden werden zunehmend Wärmepumpensysteme und Systeme auf Basis der KWK Technologie eingesetzt. Feldtests zeigen jedoch, dass die durch Rechenverfahren prognostizierten Nutzungsgrade nicht erreicht werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, realitätsnahe Testszenarien zu entwickeln, mit denen die genannten Technologien realistisch eingeschätzt werden können. Das Forschungsvorhaben zielt dabei besonders auf das von der Bunderegierung im IEK Programm formulierte Ziel der 'Effizienzsteigerung' innerhalb der energetischen Versorgung von Gebäuden ab. Die Arbeiten sollen als Grundlage für die Entwicklung einer späteren normativen Anwendung gesehen werden. Die Arbeitsplanung (AP) sieht vor, in AP 1 und 2 an der TU Dresden sowie an der RWTH Aachen zwei funktional identische Versuchsstände zur Nutzungsgradbestimmung von Wärmepumpen und KWK-Systemen aufzubauen. Die Versuchsstände werden dabei so konstruiert, dass sie mit einem numerischen Simulationsprogramm gekoppelt werden können. In einem zweiten Schritt (AP2) erfolgt die Inbetriebnahme, die gleichfalls eine Ringmessung zwischen den beiden Institutionen beinhaltet, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen unabhängig von der Versuchseinrichtung vergleichbare Ergebnisse erzielen. Im dritten Schritt (AP3) werden Testszenarien und Gebäudemodelle / Nutzerprofile entwickelt, wobei die Gebäudegröße, das Nutzerverhalten sowie die wärmetechnische Ausstattung der Liegenschaften mit betrachtet werden und mit dem Prüfverfahren des IGE Stuttgart abgestimmt. AP4 Umfasst die messtechnische Analyse, AP5 die Entwicklung eines energetischen Berechnungsverfahrens zur Bewertung von Wärmepumpen und Mikro-KWK Systemen. Am Beispiel ausgewählter Geräte sollen das Konzept der umgesetzten Emulation und die Vorteile der Vorgehensweise bei der Nutzungsgradbestimmung aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt der Arbeiten der TU Dresden liegt in der Untersuchung und Bewertung von Mikro-KWK Systemen.

Demonstration der Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und der Smart Grid-Potentiale von Virtuellen Kraftwerken mit Mikro- und Mini-BHKW (mikroVKK)

Das Projekt "Demonstration der Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit und der Smart Grid-Potentiale von Virtuellen Kraftwerken mit Mikro- und Mini-BHKW (mikroVKK)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg, Institut für Energiesystemtechnik durchgeführt. Das Land Baden-Württemberg fördert ein Demonstrationsprojekt, mit dem die Wirtschaftlichkeit und das Smart-Grids-Potential von virtuellen Kraftwerken mit vernetzen Mikro- und Mini-Blockheizkraftwerken (BHKW) nachgewiesen werden soll. Im Rahmen des Projekts mikroVKK soll demonstriert und nachgewiesen werden, dass auch BHKW-Anlagen unter kleiner als 100 kW in ein VKK wirtschaftlich integriert und durch eine Kombination von verschiedenen marktlichen und netzdienlichen Geschäftsmodellen und Betriebsführungsstrategien wirtschaftlich betrieben werden können. Die Ergebnisse helfen, das hohe Smart Grids- und Klimaschutzpotential insbesondere in der Wohnungswirtschaft und im Gewerbe zu erschließen. Mit diesem Beitrag werden auch die Ausbauziele der Landesregierung im KWK-Bereich unterstützt.

Mini-Bio-KWK - Überführung eines Prototyps zur dezentralen Vergasung von Restholzpellets in die Serienreife

Das Projekt "Mini-Bio-KWK - Überführung eines Prototyps zur dezentralen Vergasung von Restholzpellets in die Serienreife" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Spanner Re2 (Renewable Energy Experts) GmbH durchgeführt. 1. VorhabenzielZiel des Projekts 'Mini-Bio-KWK' ist die Überführung eines Prototyps zur dezentralen Vergasung von Restholzpellets für die Bereitstellung von Strom und Wärme mit einer Leistung von 30 kWth/15 kWel in die Serienreife. Das Konzeptdieser Pilotanlage ist von dem seit dem Jahr 2008 nach dem Joos-Verfahren produzierten und vertriebenenHolzhackschnitzel-Festbettvergaser abgeleitet. Die wissenschaftlich-technischen Arbeitsziele des Projektes 'Mini-Bio-KWK' sind 1) die Übertragung der bisherigen Betriebserfahrung mit der Vergasung von Holzhackschnitzeln auf den Prototyp, 2) die verfahrenstechnische Anpassung und Optimierung des Prototyps hinsichtlich der veränderten Anforderungen der Restholzpellets sowie 3) die Konfektionierung biogener Reststoffe gemäß Einsatzstoffklasse 2 der BiomasseV nach den Vorgaben des Konversionsprozesses. Die geplante Vorgehensweise zum Erreichen des Vorhabenziels unterteilen sich in folgende Arbeitspakete: Inbetriebnahme der Anlage inkl. Installation der Messtechnik und Feststellung des Betriebsverhaltens der Anlage zu Projektbeginn. Datenrecherche zur Inventur relevanter Biomassen, zur Vergasung von Restbiomassen, zur Verbesserung der Gasqualität sowie zur Prozessmodellierung. Modellierung des Prototyps inkl. Einarbeitung verfahrenstechnischer Anpassung und Rückkopplung mit der Praxis. Anpassen des Brennstoffs an den Prozess. Apparative und verfahrenstechnische Anpassung der Prozessbedingungen. Bewertung der Maßnahmen. Wirtschaftlichkeitsanalyse. Berichtswesen.

Schwerpunkte: Monitoring und Auswertung

Das Projekt "Schwerpunkte: Monitoring und Auswertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Im Rahmen des beantragten Projektes wird ein Feldtest mit vernetzten Mikro-KWK Systemen zur Erprobung eines Regionalen Virtuellen Kraftwerks durchgeführt. Das Projekt beinhaltet dabei die Einrichtung der Geräte beim Endnutzer, die Ausstattung dieser mit Mess- und Kommunikationstechnologie sowie die Erprobung und Erstellung von regelungstechnischen Strategien. Besondere Sorgfalt soll auf die Auswertung von Monitoringdaten gelegt werden. Ziel des Projektes ist die Verknüpfung von Strom- und Wärmemarkt auf regionaler Ebene um hierdurch eine primärenergetische Einsparung zu realisieren. Innerhalb des Projektes erfolgt die Einrichtung eines virtuellen Kraftwerks auf Basis der Mini- und Mikro-KWK Technologie. Hierzu erfolgt die Auswahl geeigneter Liegenschaften, die Installation und Vernetzung der Geräte sowie die Installation der Mess- und Kommunikationstechnologie. Darüber hinaus werden regelungstechnische Algorithmen erstellt mit denen das RVK gesteuert wird. Auf Basis der Feldtestdaten und einer Befragung der Nutzer sollen Aussagen zur Nutzerakzeptanz getroffen werden.

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