4DEnergie
Nachhaltige Erhöhung der Energieeffizienz in Quartieren durch Digitalisierung und selbstlernende Steuerung der Energieinfrastruktur
Projektlaufzeit: 03/2021 - 07/2023
Ziel des Projektes war die nachhaltige Erhöhung der Energieeffizienz in städtischen Quartieren (insbesondere auch im Bestand) durch Optimierung der Einsatzsteuerung, Vernetzung sowie der Wartung und Instandhaltung von Erzeugungs-, Verbraucher- und Speichereinheiten. Die Basis dazu sollen intelligente, selbstlernende Algorithmen bilden, die in Abhängigkeit von volatilen Einflussgrößen wie bspw. dem Wetter oder den Energiemarkt prädiktiv agieren und sich selbstständig an sich langfristig ändernde Randbedingungen wie bspw. dem nutzerspezifischen Verbrauchsverhalten adaptieren.
Softwareseitig wurde der Ansatz der Mikrodienstinfrastruktur verfolgt, um ein hohes Maß an Ausfall- und damit Versorgungssicherheit, Skalierbarkeit und funktionaler Erweiterbarkeit zu gewährleisten. Zur Vorhersage des Wärmebedarfs wurde auf dem aus der Gasallokation stammende Standardlastprofilverfahren aufgebaut und eine Methode zur Berechnung automatisiert erzeugter, individualisierter Lastprofile entwickelt.
Außerdem wurden Algorithmen zur wirtschaftlichen Bewertung der Energieerzeuger entwickelt, anhand derer Analysen über die erwarteten Gewinne in Abhängigkeit des Einsatzes verschiedener Erzeugerkombinationen unter Berücksichtigung von betreiber- und marktspezifischen Rahmenbedingungen durchgeführt werden können. Die daraus gewonnen Erkenntnisse können in der Einsatzplanung und zukünftigen Ausbauentscheidungen verwertet werden.
Sowohl die technische als auch die wirtschaftliche Bewertung sind innerhalb eines Gesamtsystems zusammengefasst, mit dessen Hilfe die Ermittlung aller möglichen Betriebsweisen von Energieerzeugern innerhalb eines Prognosezeitraums durchgeführt und eine informierte Auswahl der betriebswirtschaftlich attraktivsten Fahrweise getroffen werden kann. Das System bietet dabei durch den Ansatz der Mikrodienstarchitektur ein hohes Maß an Ausfallsicherheit, Skalierbarkeit und eine dezentralisierte Berechnung.
Weiterhin ist es gelungen, eine Datenschnittstelle zu integrieren, mit deren Hilfe die ermittelten Fahrpläne als SOLL-Leistungen in das Leitsystem der Energiezentrale übertragen und im realen Betrieb angesteuert werden können. Dadurch konnten mehrere Testbetriebe zur Validierung des Gesamtkonzepts durchgeführt, etwaige Softwarefehler behoben und die Quartiere erfolgreich mit Wärme versorgt werden.
Projektleitung
Projektpartner
Tilia GmbH | https://tilia.info/de/
PAL Prozessautomation Leipzig GmbH & Co. KG | https://www.pal-leipzig.de/
KET Kirpal Energietechnik GmbH Anlagenbau & Co. KG | https://www.ket.de/
Publikation
Abschlussbericht 4DEnergie - PDF-Datei Seiten 1 bis 50
Abschlussbericht 4DEnergie - PDF-Datei Seiten 50 bis 100
