Das Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES) an der Hochschule Düsseldorf (HSD) hat gemeinsam mit den Stadtwerken Kempen das Forschungsprojekt „BestHeatNet“ gestartet.
Dabei handelt es sich um ein Modellprojekt zu intelligenter und effizienter Nahwärmeversorgung in dem in Kempen am Niederrhein geplanten Neubauquartier „Auf dem Zanger“. Es wird mit rund 1,2 Mio. Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert, berichtet die HSD in einer Mitteilung.
Aufgrund der Fluktuation erneuerbarer Energien wegen wechselnder Wetterverhältnisse sei eine hohe Flexibilität gefragt. Die Wärmeversorgung für das geplante Quartier mit rund 100 Wohneinheiten wird dafür für 5 Jahre zum Reallabor für Flexibilitäten. Solarthermie, PowerToHeat mit Wärmepumpe und Elektroheizstab, Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage (KWK), ein Spitzenlastkessel und eine Photovoltaik-Anlage mit Batterie produzieren zukünftig benötigte Wärme und Strom aus unterschiedlichen Energiequellen. Der Anteil erneuerbarer Energien aus lokaler Produktion soll rund 30Prozent betragen und ließe sich durch den Bezug von Biogas und Ökostrom weiter steigern.
Das Forschungsziel besteht in der Entwicklung eines intelligenten Optimierungs- und Regelungsverfahrens. Es schaltet, unter sich ständig ändernden Randbedingungen, zu jeder Zeit den passenden Wärmeerzeuger ein. Ändert sich das Wetter, der Strompreis oder der Wärmebedarf, muss das System geeignet reagieren.
Dafür sind die Geräte untereinander vernetzt: Bei hohem Strompreis läuft z.B. die KWK-Anlage und dessen Strom wird entweder ins Netz eingespeist oder zum Antrieb der Wärmepumpe verwendet. Bei niedrigen Strompreisen bezieht die Wärmepumpe Strom aus dem Netz und die KWK-Anlage steht still. Das wirke zudem stabilisierend auf das Stromnetz.
Clou ist die Nutzung neuronaler Netze
„Der Clou ist die Nutzung neuronaler Netze, also künstlicher Intelligenz, in einem solchen System“, so Prof. Mario Adam vom ZIES. „Die Regelung ist selbstlernend und erkennt z.B. Zeiten hohen und niedrigen Wärmeverbrauchs und sich änderndes Nutzerverhalten. Es greift unter anderem auf Wetterprognosen zu und kann dadurch die solare Wärmeproduktion stundengenau voraussagen.“ So könne jederzeit die kosten- oder energieeffizienteste Betriebsstrategie gefahren werden.
Das intelligente Nahwärmenetz „Auf dem Zanger“ gilt als Blaupause für bereits geplante, größere Wärmenetze in Kempen. Das Projekt hat eine Laufzeit von fünf Jahren.
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