Projekte und Kontakte im Bereich Digitalisierung in der Energiewirtschaft

F&E-Netzwerk IntelliZell „Intelligente Energieverteilung zur Netzentlastung auf Zellebene“:

Vorhandene Stromnetzinfrastrukturen sind unzureichend auf die Erfordernisse der Energiewende und der damit inhärent verbundenen E-Mobilität vorbereitet. Netzinstabile Situationen können zukünftig beispielsweise vermehrt auftreten, wenn an Schnellladepunkten E-Fahrzeuge kurzfristig hohe Energiemengen („Schnellladen“) abrufen oder wenn in einem engen Zeitfenster eine große Anzahl von Verbrauchern in einem Netzbereich nahezu zeitgleich große Mengen an Energie benötigen. Die Probleme im Stromnetz werden an der Peripherie zu den Städten und im Umland durch den stetig zunehmenden Anteil der regenerativen Energien verstärkt.

Ein möglicher Ansatz wäre der kostenintensive Ausbau und die Erweiterung der vorhandenen Stromnetze. Die Netzausbaupläne DENA I und II konzentrierten sich nahezu ausschließlich auf den Ausbau großer Leistungsverbindungen. Niederspannungsnetze wurden weitgehend nicht betrachtet. Alternativ – und hier setzt das Netzwerk IntelliZell an – können durch intelligente technische Lösungen netzinstabile Situationen schon auf der Niederspannungsebene entschärft werden, so dass eine kostenintensive, übergeordnete Netzregulation verhindert werden kann.

Das Netzwerk entwickelt innovative Lösungen die in den Segmenten Energieerzeugung und Energiespeicherung (Entwicklungslinie 1), Smart Contracting (Entwicklungslinie 2) auf Basis der Blockchaintechnologie ansetzen. Darüber hinaus beschäftigt sich das Netzwerk mit der Entwicklung von dynamischen Simulationsumgebungen für Steuerungssysteme in einem Microgrid (Hardware in the loop -Entwicklungslinie 3).

„Noninvasives Facility- und Ressourcenmonitoring“ (NoFaRe)

Im Rahmen des Projektes „Noninvasives Facility- und Ressourcenmonitoring“ (NoFaRe) entsteht ein neuartiges Sensorsystem zur Verbrauchsmessung in Gebäuden, einschließlich darauf aufbauender Wertschöpfungskette.

Am Anfang jeder Optimierung steht eine Messung, um den Bedarf und späteren Erfolg zu ermitteln. Die Energieeffizienz vieler Geräte vom Arbeitsplatz-PC über die Kaffeemaschine bis hin zu Servomotoren in der Fertigungsindustrie wird sich trotz aktueller Trends zur Fernsteuerung auch in Zukunft nur manuell erhöhen lassen. Um Verbraucher zum Stromsparen zu motivieren und Kosten exakt zuzuordnen, ist ein zuverlässiges Aktivitäts- und Verbrauchsmonitoring notwendig. Um aber ein Energiemanagement in Gebäuden zu installieren, sind heutzutage hohe Ausgaben für die benötigte Sensorik nötig, denn moderne Ressourcenmonitoringsysteme benötigen je nach Gebäudegröße, Struktur und gewünschtem Optimierungsgrad eine Vielzahl von Messpunkten. Insbesondere in schlechter isolierten Bestandsbauten ist eine entsprechende Nachrüstung zwar sinnvoll, die notwendigen Investitionskosten sind aber wirtschaftlich nicht vertretbar. Besonders attraktiv sind darum Lösungen, die ohne Veränderungen bestehender Produktionslinien und Gebäudestrukturen auskommen.

In diesem F&E-Projekt wird ein noninvasives System aufgebaut, welches durch Auswertung vorhandener und einer minimalen Menge zusätzlicher Sensoren (Smart Metern, Wasserzähler, etc.) Messwerte anhand von Wechselwirkungen und Überschneidungen sammelt und verwertet. Die Betätigung eines Lichtschalters beispielsweise kann durch einen eigenen Sensor, aber auch anhand der damit verbundenen Lastgangänderung an einem hochauflösenden Stromzähler erkannt werden. Durch Nutzung dieser Detailmessung lässt sich sowohl der Sensor selbst, als auch die bei Bestandsbauten sehr teuer nachzurüstende Verkabelung einsparen. Je nach Detailgrad der Messungen werden so auch neue Funktionen wie Fehlerlokalisierungen möglich und bezahlbar. Zur Identifikation von Mustern und der Entwicklung effizienter Zuordnungsalgorithmen kommen unter anderem algebraische Modelle und Disaggregationsalgorithmen zum Einsatz. Ziel ist es, durch ein einziges, zentrales Messsystem die Investitionsausgaben für ein vielteiliges, invasives Sensorssystem zu vermeiden.

Die Anwendungsmöglichkeiten dieser neuen Monitoring Technologie reichen von Verbrauchsaufschlüsselung im Facility Management, Gebäudeoptimierungslösungen bis zu Überwachung von Industrie- und Produktionsanlagen. Die aufbereiteten Informationen stellen die Basis für eine neue Generation von Facility und Ressourcenmanagementsysteme dar.

KOSTEN: 2 MILLIONEN EURO

  • NoFaRe ist ein ZIM-Projekt. Die Kosten betragen etwa 2 Millionen Euro.
  • Beteiligt sind EBSnet | eEnergy Software GmbH, MergSystems GmbH & Co. KG, rBITech UG, Sonixc GmbH, OTH Regensburg und TU München

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Ihr Kontakt zum Themenkoordinator "Smart Grid" und "Noninvasives Facility- und Ressourcenmonitoring":

Uwe Pfeil
Clustermanager

R-Tech GmbH
Franz-Mayer-Str. 1
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