dynOpt-En – Energiemanager zur angebots- und bedarfsgerechten Zuschaltung von Energieträgern

Kurzbeschreibung des Projekts

Um das Ziel eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestandes bis 2050 zu erreichen, geht der Trend deutlich zu Multierzeugeranlagen mit Integration regenerativer Energien. Da Energiebedarf und Energieangebot regenerativer Energieträger nicht deckungsgleich sind, entstehen zeitversetzt Mangel und Überschuss. Daher ist der Speicherung und dem dynamisch optimierten Einsatz unterschiedlicher Energieträger höchste Bedeutung beizumessen. Insbesondere für die Sektorkopplung zwischen Wärme und Strom ist das intelligente Ausbalancieren von Angebot und Bedarf eine wesentliche Voraussetzung.

Projektziele

Zentrale Zielstellung des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung eines dynamischen Optimierungsmoduls zur angebots- und bedarfsgerechten Zuschaltung von Energieträgern. Um die Wärmeerzeugung in Gebäuden und Quartieren zu überwachen und zu optimieren, errechnet die Software aus den für die Energieabrechnung vorhandenen Zählerdaten in Kombination mit Wettervorhersage sowie weiteren Sensordaten (z.B. Kesseltemperatur) fortlaufend Prognosen z.B. für die nächsten 24 Stunden. Diese werden genutzt, um verschiedene Wärmeerzeuger, wie zum Beispiel Gasthermen, Wärmepumpen, BHKWs, ggf. kombiniert mit Photovoltaik- oder Solarwärme-Anlagen, optimiert nach Kosten oder CO₂-Emissionen in ihren Betriebszeiten aufeinander abzustimmen. Durch das konsequente Design des Energiemanagers als web-basiertem Online-Service sind kaum Installationen vor Ort nötig. Alle Daten sind per Datenschnittstelle verfügbar.

Projektergebnis

Zum Betrieb des Energiemanagers werden ein Gateway und entsprechende Wärmemengenzähler und Sensoren angeboten. Bei bereits installierter passender Messtechnik und vernetzten Wärmeerzeugern kann »dynOpt-En« aber auch ohne eigene Hardware angewandt werden und arbeitet über verbreitete Schnittstellen mit Zählern, Sensoren, Wetterdaten und Erzeugungsanlagen unterschiedlichster Anbieter zusammen

Die wesentlichen Komponenten von dynOpt-En sind:

• Datenschnittstelle für die Ein- und Ausgabe
• Optimierer für das prädiktive Management
• Webportal für Monitoring und Visualisierung
• Hardware zum Erfassen und Steuern (optional)

Das Besondere am dynOpt-Energiemanager sind die Algorithmen für Prädiktion und Optimierung, die ohne aufwändige individuelle Programmierung auskommen. Über ein Gateway werden die Daten der für die Verbrauchsabrechnung bereits vorhanden Zähler in 15-Minuten-Auflösung an den Energiemanager übergeben. Dafür können entweder von uns entwickelte Gateways als Plug-and-Play-Lösung eingesetzt oder bereits installierte Datensammler und Steuerungen integriert werden. Über das Gateway werden die Energiequellen zeitlich optimiert geschaltet. Dabei wird nicht der vorhandene Regler der Wärmeerzeuger ersetzt, sondern lediglich über dafür vorgesehene Schnittstellen die Betriebsanforderung gesetzt (zum Beispiel die SG-Ready-Schnittstelle einer Wärmepumpe). Gleiches gilt für BHKWs oder das Schalten von Elektroheizstäben.

Der dynOpt-Energiemanager ist vor allem für gewerbliche Objekte wie Mehrfamilienhäuser und Quartiere gedacht, bei denen mehrere Komponenten wie Wärmepumpen, PV-Anlage, Solarwärmeanlage, Gaskessel oder BHKW gekoppelt miteinander betrieben werden. Weiterhin leistet dynOpt-En eine Überwachung des Energieverbrauchs und der Kosten und vergleicht die realen mit den zu erwartenden Werten. Auf diese Weise können zeitnah Fehlfunktionen erkannt und über eine übersichtliche Visualisierung signalisiert werden bzw. an den Betreiber gemeldet werden.

Projektpartner

• Fraunhofer IOSB (Projektkoordination)
• Consolar Solare Energiesysteme GmbH
• Comgy GmbH
• Klaus Rauch consulting engineer (Unterauftragnehmer)