/src/Controller/ProjectscontentController.php (line 206)
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<p>Auch bei der Regelung werden oft sehr einfache Lösungen verwendet, die das insgesamt vorhandene Potenzial nicht ausnutzen. Stößt ein Netz an seine Kapazitätsgrenzen, so ist eine konventionelle Erweiterung meist nur mit sehr viel Aufwand möglich.</p>
<p>Daher ist es wünschenswert, möglichst alle regional verfügbaren erneuerbaren Wärmequellen (Biomassekessel, solarthermische Anlagen, Abwärme aus Gewerbe-, Industrieprozessen und Kälte­anlagen, die mittels Wärmepumpen auf Netztemperatur gehoben werden) einzubinden. Durch diese kann das Netz entlastet werden, defizitäre Betriebsmodi können dann durch intelligente dezentrale Lösungen oft vermieden werden. Zugleich werden Emissionen reduziert, da bei den eingebundenen Kesseln der Teillastbetrieb sowie häufiges Ein- und Ausschalten entfallen.</p>
<p>Im Projekt BiNe2+ wurden Ansätze aus dem Vorgängerprojekt BiNe aufgegriffen und weitergeführt. Insbesondere sind hier drei Bereiche zu nennen:</p>
<ol>
<li>Anlagentechnische Analyse, aus der ein umfassender Kriterienkatalog abgeleitet wurde; Weiterentwicklung von Einbindungskonzepten, z.B. Vorlaufeinspeisung über Hochtemperatur­wärmepumpen, die als Energiequelle Solarkollektoren (implementiert), bzw. Abwärme aus Lebensmittelkühlung (konzipiert) nutzen; Entwurf einer bidirektionalen Übergabestation</li>
<li>Entwicklung eines übergeordneten modellprädiktiven Energiemanagement-Systems für die optimierte Einspeisung mehrerer Wärmeerzeuger und reale Implementierung im Wärmenetz der Gemeinde Großschönau.</li>
<li>Simulation mit globaler bzw. interaktionsbasierter Optimierung. Diese werden für verschiedene Szenarien eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit von Prosumer-Lösungen mit der von konventionellen zentralen Lösungen zu vergleichen.</li>
</ol>
<p><a href="https://www.bioenergy2020.eu/content/de/news_presse/presse_aktuell">Presseaussendung </a>"Startschuss für die Wärmenetze der Zukunft"</p>
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'content_en' => '<p>Heat grids are an excellent way to integrate renewable energy sources into a universal heat supply system and thus reduce CO2 emissions and other environmental impacts. At the moment, however, many locally available heat sources remain unused. In addition, there tend to be various problems in the operation of the networks; for example, summer operation is almost always deficient.</p>
<p>Very simple solutions are also often used for control strategies, which therefore do not exploit the overall potential. If a heat network reaches its capacity limits, conventional expansion is usually only possible with a great deal of effort.</p>
<p>Therefore, it is desirable to integrate all regionally available renewable heat sources (biomass boilers, solar thermal plants, waste heat from commercial, industrial processes and refrigeration plants, which are lifted to network temperature by means of heat pumps) as far as possible. This can be used to relieve the network load, and operating modes with deficits can often be avoided by intelligent decentralised solutions. At the same time, emissions are reduced as partial load operation and frequent switching on and off are no longer necessary for the boilers involved.</p>
<p>In the project BiNe2+, approaches from the precursor project BiNe were taken up and continued. The main three areas of research were:</p>
<ol>
<li>plant technical analysis, from which a comprehensive catalogue of criteria has been derived; further development of integration concepts, e. g. feed-in via high-temperature heat pumps, which use solar collectors (implemented) or waste heat from food cooling (conceptualized) as an energy source; design of a bidirectional transfer station.</li>
<li>development of a superordinate model predictive energy management system for the optimized feed-in of several heat producers and implementation in the district heating network of the community Großschönau.</li>
<li>simulation with global or interaction-based optimization: These are used for different scenarios to compare the economic efficiency of prosumer solutions with the one of conventional central solutions.</li>
</ol>
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<p>Integrating additional renewable heat sources into district heating networks can have several beneficial effects, but it also requires more sophisticated control strategies than supply by only one central plant. In this article, we study the integration of <em>prosumers</em> (i.e. buildings which have both the capacity to produce and the need to consume energy, here heat) into heat distribution grids.</p>
<p>This study is performed with a simplified model, based on energy and information flows. The prosumers can act autonomously, based on a price communicated by the central heat plant. This price is determined based on the benefit for the network by additional heat feed-in and is regularly updated. This leads to an interlocking of a physical/technical and an economic feedback loop. The control parameters are optimized by using a stochastic optimization algorithm, based on simulation runs for one typical week in winter, spring and summer.</p>
<p>We compare the results with standard setups (heat network with only consumers, central heat generation and additional heat-producing building disconnected from the grid) and obtain an improvement concerning fuel consumption in most and concerning emissions in many situations. While economic benefits are achieved in most scenarios, it is a non-trivial task to construct a market model that distributes these benefits in a fair way between the central heat plant and the prosumers.</p>
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<em>Modellprädiktive Regelung eines solar-und biomassebasierten Fernwärmenetzes | Request PDF</em>. Available from: <a href="https://www.researchgate.net/publication/321314304_Modellpradiktive_Regelung_eines_solar-und_biomassebasierten_Fernwarmenetzes">https://www.researchgate.net/publication/321314304_Modellpradiktive_Regelung_eines_solar-und_biomassebasierten_Fernwarmenetzes</a> [accessed Feb 21 2018].</p>
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Bidirektionale Einbindung von Gebäuden mit Wärmeerzeugern in Wärmenetze 2+
Wärmenetze sind eine hervorragende Möglichkeit, erneuerbare Energieformen in eine umfassende Wärmeversorgung einzubinden und damit CO2-Emissionen sowie andere Umweltbelastungen zu reduzieren. Momentan bleiben aber viele regional verfügbaren Wärmequellen ungenutzt. Zudem gibt es diverse Probleme im Betrieb der Netze; so ist etwa der Sommerbetrieb nahezu immer defizitär.
Auch bei der Regelung werden oft sehr einfache Lösungen verwendet, die das insgesamt vorhandene Potenzial nicht ausnutzen. Stößt ein Netz an seine Kapazitätsgrenzen, so ist eine konventionelle Erweiterung meist nur mit sehr viel Aufwand möglich.
Daher ist es wünschenswert, möglichst alle regional verfügbaren erneuerbaren Wärmequellen (Biomassekessel, solarthermische Anlagen, Abwärme aus Gewerbe-, Industrieprozessen und Kälteanlagen, die mittels Wärmepumpen auf Netztemperatur gehoben werden) einzubinden. Durch diese kann das Netz entlastet werden, defizitäre Betriebsmodi können dann durch intelligente dezentrale Lösungen oft vermieden werden. Zugleich werden Emissionen reduziert, da bei den eingebundenen Kesseln der Teillastbetrieb sowie häufiges Ein- und Ausschalten entfallen.
Im Projekt BiNe2+ wurden Ansätze aus dem Vorgängerprojekt BiNe aufgegriffen und weitergeführt. Insbesondere sind hier drei Bereiche zu nennen:
- Anlagentechnische Analyse, aus der ein umfassender Kriterienkatalog abgeleitet wurde; Weiterentwicklung von Einbindungskonzepten, z.B. Vorlaufeinspeisung über Hochtemperaturwärmepumpen, die als Energiequelle Solarkollektoren (implementiert), bzw. Abwärme aus Lebensmittelkühlung (konzipiert) nutzen; Entwurf einer bidirektionalen Übergabestation
- Entwicklung eines übergeordneten modellprädiktiven Energiemanagement-Systems für die optimierte Einspeisung mehrerer Wärmeerzeuger und reale Implementierung im Wärmenetz der Gemeinde Großschönau.
- Simulation mit globaler bzw. interaktionsbasierter Optimierung. Diese werden für verschiedene Szenarien eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit von Prosumer-Lösungen mit der von konventionellen zentralen Lösungen zu vergleichen.
Presseaussendung "Startschuss für die Wärmenetze der Zukunft"
Projektvolumen
EUR 1,246.604,-- (gesamt)
Projektlaufzeit
2015-04-01 - 2017-12-31
Finanzierung
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Energieforschungsprogramms 2014 durchgeführt. .jpg)
Projektpartner
Ansprechperson
Klaus LICHTENEGGER
klaus.lichtenegger@best-research.eu
Markus GÖLLES
markus.goelles@best-research.eu
Daniel MUSCHICK
daniel.muschick@best-research.eu
Area Management
Elisabeth Wopienka / Manuel Schwabl
elisabeth.wopienka@best-research.eu manuel.schwabl@best-research.eu