Projekt InSekt
Projektbeschreibung InSekt - Intelligente Sektorenkopplung zur Reduktion von CO2-Emissionen in Energieversorgungssystemen
Zum Erreichen der in der Agenda 2020 verabschiedeten Klimaziele, werden weitere innovative Lösungskonzepte benötigt. Um den Ausstoß von klimaschädlichen Treibhausgasen weiter zu reduzieren und somit den Klimazielen einen weiteren Schritt näher zu kommen, erforscht die Universität Duisburg Essen (Lehrstühle LET von Frau Prof. Heinzel und SOFTEC von Herr Prof. Eicker) zusammen mit ihren Partnern von der Bergische Universität Wuppertal (Lehrstuhl EVT von Herr Prof. Zdrallek) und den Stadtwerken Lemgo an einer sektorenübergreifenden Regelung von Wärmenetzen und elektrischen Verteilnetzen mithilfe einer dezentralen agentenbasierten Smart-Grid-Lösung.
Die Stadtwerke Lemgo planen große Neuinvestitionen um ihre regenerative Energieproduktion weiter zu erhöhen. Hierzu wird eine große Wärmepumpe zur Gewinnung von Abwasserenergie aus dem gereinigten Abwasser einer Kläranlage gebaut. Darüber hinaus wird untersucht, ob Flächen in der Nähe des Standorts zur Einspeisung weiterer erneuerbarer Energie (z.B. Photovoltaik- oder Solarthermieanlagen) netzeffizient und aus Sicht der Sektorenkopplung sinnvoll eingebunden werden kann.
Ein besonderer Schwerpunkt des Projektes liegt in dem Anschluss der 2 MWth starken Wärmepumpe. Um diesen lastintensiven Verbraucher optimiert einsetzen zu können, sollen Netzrestriktionen erkannt und durch intelligente Steuerung überwunden werden. Hierbei gilt es trotz etwaig notwendiger Anpassungen zu jedem Zeitpunkt die Stabilität der Strom- und Wärmenetze für einen versorgungssicheren Betrieb zu gewährleisten.
Die im Rahmen des Projekts entwickelte Smart-Grid-Lösung soll die Regelung des Mittelspannungs- und auch des Wärmenetzes unterstützen. Hierdurch soll zu einem die Sicherheit des elektrischen Netzes gewährleistet werden, als auch die Möglichkeit eröffnet werden, die Flexibilität und Speicherkapazität des Wärmenetzes zur Stabilisierung des elektrischen Netzes zu nutzen.
Es wird ein agentenbasiertes Automatisierungssystem entwickelt, welches die Netzberechnungen beider Sektoren vereint und darüber hinaus die Regelung der beteiligten Blockheizkraftwerke sowie sonstige Energieerzeuger optimiert durchführen soll. Durch den Agentenansatz wird der Wärmenetzbetrieb detailliert betrachtet, wodurch die Robustheit der sektorengekoppelten Smart-Grid-Lösung deutlich gesteigert wird. Autarke Agenten können bei einer Grenzwertverletzung (z.B. zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten) untereinander eine ideale Lösung auf Basis lokaler Zielsetzungen ermitteln und zur Umsetzung durch den Netzbetreiber vorschlagen. Somit wird jederzeit ein sicherer Netzbetrieb gewährleistet. Ein integriertes Monitoring gewährt den vollen Überblick über den Netzzustand beider Sektoren.
Die Smart-Grid-Lösung mitsamt der Wärmepumpe soll eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes der Stadt Lemgo von schätzungsweise 3.200 t/a ermöglichen.
Ansprechpartner
Christian Thommessen (LET), Nils Loose (SOFTEC), Jan Mehlich (EVT), Ralf Settertobulte (Stadtwerke Lemgo).
Projektförderung
Die Universität Duisburg-Essen wird im Rahmen des dreijährigen Projekts mit 336.266,20 € aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 "Investitionen in Wachstum und Beschäftigung" und durch das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.
Weiterführende Links
SWL: https://www.stadtwerke-lemgo.de/privatkundenbereich/ueber-uns/gefoerderte-massnahmen/
