Lastflexibilisierung in Gebäuden

Lastflexibilisierung von Gebäuden
© Fraunhofer ISE

Laborgebäude am Fraunhofer ISE Campus in Freiburg. Das Gebäude verfügt über einen 500m³ Kaltwasserspeicher, der sowohl als Kältespeicher respektive Quelle für eine Wärmepumpe als auch zur Lastverschiebung genutzt werden kann.

Durch die zunehmenden Anteile der Stromerzeugung aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen stellt sich die Frage, welche Rolle Gebäude in der Interaktion mit dem Stromnetz spielen und welche Potentiale ein netzdienlicher Betrieb zur Integration von Erneuerbaren Energie, zur Entlastung der Versorgungsnetze oder zur Erschließung ökonomischer Anreize hat.

Hier wird die Nutzung der Gebäudemasse als thermischer Speicher, die Dimensionierung und Nutzung von zusätzlichen thermischen Speichern, die variable Nutzung von Anlagentechnik (z.B. durch Fuel Switch) sowie der Gebäudebetrieb (Demand Side Management) betrachtet. In zahlreichen Projekten in diesem Themenbereich wurden in der Vergangenheit die Potentiale des Netzdienlichen Betriebs von Gebäuden analysiert sowie Bewertungsmethodik hierfür entwickelt, die auch im internationalen Diskurs aufgenommen wurden (z.B. über EBC Annex 67 zu Energy Flexible Buildings). Zur Anlagenoptimierung (u.a. für netzdienlichen Betrieb von Gebäuden) entwickeln wir modell-prädiktive Regelungsstrategien und testen diese sowohl in Simulationsumgebungen als auch mittels Hardware-in-the-Loop und in Demonstrationsgebäuden.

Unsere FuE-Leistungen im Einzelnen:

  • Erstellung und Vergleich von Betriebsführungsstrategien
  • optimierte Regelungsstrategien unter Einbindung externer Signale (Preis, Wetter, Anteil EE)
  • Entwicklung Modellprädiktiver Regelungskonzepte
  • Hardware-in-the-Loop Tests von Anlagen unter Berücksichtigung netzdienlicher Betriebsstrategien

Ausgewählte Forschungsprojekte

FlexControl

Netzdienliche Betriebsführungsstrategien für eine energieeffiziente Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden im GHD-Sektor

FlexGeber

Demonstration von Flexibilitätsoptionen im Gebäudesektor und deren Interaktion mit dem Energiesystem Deutschlands