Wärmepumpen im Energiesystem

Energiesystemische Untersuchungen am Fraunhofer ISE zeigen die Rolle von Wärmepumpen in einem sektorgekoppelten Energiesystem, sowohl auf lokaler als auch nationaler Ebene. Durch den stetig wachsenden Anteil regenerativer Energien im Stromnetz werden Wärmepumpen in Zukunft zu hohen Anteilen aus erneuerbaren Quellen versorgt. Mit der Energiesystemanalyse bietet das Fraunhofer ISE seinen Kunden die Möglichkeit, die Interaktionen mit dem Energiesystem in der regionalen und überregionalen Ebene zu bewerten. Bei der Netzintegration in das Stromnetz, werden sich die Gebäude der Zukunft flexibel an die Bedürfnisse einer regenerativen Stromerzeugung anpassen. Dadurch werden neue Geschäftsmodelle für Versorger, Netzbetreiber und Anlagenbetreiber möglich.

Am Fraunhofer ISE entwickeln und testen wir Werkzeuge und Konzepte für eine optimale Integration von Wärmepumpen ins Stromsystem der Zukunft. Diese umfassen ein lokales Energiemanagement zur optimalen Integration von Wärmepumpen, PV-Batteriesystemen und Elektromobilität, die Entwicklung standardisierter Kommunikationslösungen sowie Energiesystemstudien. Zudem entwickeln wir Lösungen für den Betrieb großer »Wärmepumpen-Pools« im Strommarkt sowie Software für einen dezentralen Peer-to-Peer-Betrieb in Verteilnetzen. Hierzu erstellen wir innovative Betriebsführungssysteme auf Basis modellprädikativer oder agentenbasierter Regelstrategien. Der Regelungsentwurf erfoglt auf Basis von Jahressimulationen mit hoher Zeitauflösung. Die Wärmepumpensysteme werden anschließend mit Hardware-in-the-Loop Tests für die realen Einsatzbedingungen optimiert.