Eine Hausbootsiedlung in Amsterdam versorgt sich dank eines neuartigen Energiemanagementsystems des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) zu einem großen Teil selbst mit erneuerbarer Energie. In einer Art „Hausboote 2.0“ hat Amsterdam eine neue Siedlung geschaffen, die aus 30 schwimmenden Häusern besteht. Lediglich einen einzigen, gemeinsam genutzten schmalen Netzanschluss für wolkenverhangene Tage hat der Netzbetreiber bis zum Quartier legen lassen.
Wie Fraunhofer ITWM in einer Mitteilung berichtet, ermöglicht das System die weitestgehende Versorgung einzelner Haushalte oder ganze Energiequartiere mit eigener regenerativer Energie trotz aller Schwankungen sowie die intelligente Kopplung von Photovoltaikanlagen, Batteriespeichersystemen, Wärmepumpen und Elektroautos. Das Energiemanagementsystem hat das Institut mit weiteren Partnern im ERA-Net-Smart Grids Plus-Projekt „Grid-Friends“ entwickelt.
„Wir haben unser bereits existierendes Energiemanagement für einzelne Häuser zu einem Energiemanagementsystem für ganze Energiegemeinschaften weiterentwickelt“, erläutert Projektleiter Matthias Klein. Das Energiemanagement ist modular aufgebaut und dient als eine Art „Drehscheibe für Energie“. Es analysiert zu jedem Zeitpunkt, wo die Energie hin soll und wohin nicht. Dabei funktionieren die in den einzelnen Häusern installierten 30 Photovoltaikanlagen, 30 Wärmepumpen und 30 Energiespeicher im Amsterdamer Quartier wie ein einziges großes System.
Jedes Modul hat seine eigene Intelligenz
Dabei verleihe das Managementsystem jedem Modul seine ganz eigene Intelligenz. So ermögliche die smarte Steuerung der Energiespeicher beispielsweise, die Photovoltaikanlagen unter Volllast zu betreiben. Das sei keineswegs selbstverständlich: Per Gesetz dürfen Photovoltaikanlagen nicht ihre maximale Leistung ins Netz einspeisen, sondern müssen bei starkem Sonnenschein abgeregelt werden – ansonsten würde das Netz überlastet. Gerade dann also, wenn die Sonne vom Himmel knallt und die Module viel Strom erzeugen könnten, müssen sie gedrosselt werden. Mit Hilfe des Energiemanagementsystems sei das nicht nötig. Der Anteil des Stroms, den die Netzbetreiber nicht abnehmen, fließt in die Speicher und kann später genutzt werden.
Prognosemodell verbessert Effizienz der Stromspeicherung
Daneben verbessert ein Prognosemodell die Effizienz der Stromspeicherung. Es prognostiziert anhand der Wettervorhersage, wie viel Energie in den kommenden Stunden aus den Photovoltaikanlagen zu erwarten ist und wie hoch der voraussichtliche Wärmeverbrauch sein wird, und steuert die Speicherung anhand der Ergebnisse. Auch Elektroautos gilt es mit Energie zu versorgen – und zwar vorzugsweise zu Zeiten, in denen die Photovoltaikanlagen ausreichend Strom produzieren. „Die Bewohner können über eine App mit einem Klick angeben, welchen Mindestladezustand sie derzeit für ihr Auto wünschen“, sagt Klein.
Die Module können auch einzeln verwendet und auf den jeweils gewünschten Anwendungsfall zugeschnitten werden. „Es gibt bereits 60 bis 70 dauerhafte Installationen unseres Systems – vom einzelnen Privathaushalt über Kantinen und ganze Betriebe bis hin zu einer Kläranlage. Während das System in Amsterdam Leistungsspitzen bis zu 250 kW verschiebt, steuert es in der Industrie bislang 150 kW an“, erläutert Klein. Vertrieben wird das System seit Anfang 2019 über die Wendeware AG, einem Spin-off des Fraunhofer ITWM.
Dezentrale Sektorkopplung: Energieoptimierte Quartiere in Essen, Bedburg und Kaisersesch