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Bergische Universität Wuppertal
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik

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Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik


Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek

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InSekt - Intelligente Sektorenkopplung zur Reduktion von CO2-Emissionen in Energieversorgungssystemen

Projektbeschreibung

Zum Erreichen der in der Agenda 2020 verabschiedeten Klimaziele, werden weitere innovative Lösungskonzepte benötigt. Um den Ausstoß von klimaschädlichem  weiter zu reduzieren und somit den Klimazielen einen weiteren Schritt näher zu kommen, erforscht die Bergische Universität Wuppertal zusammen mit ihren Partner von der Universität Duisburg Essen und den Stadtwerken Lemgo an einer sektorenübergreifenden Regelung von elektrischen und Wärmenetzen 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 Energiegewinnung aus Abwässern gebaut und neue Photovoltaikanlagen installiert.

Ein besonderer Schwerpunkt des Projektes liegt in dem Anschluss der 1,1 Megawatt starken Wärmepumpe. Um diesen lastintensiven Verbraucher optimierter einsetzen zu können, sollen Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtstärke im Bereich von Megawatt installiert werden. Hierbei gilt es trotz dieser Anpassungen zu jedem Zeitpunkt die Netzstabilität sicherzustellen.

Hierbei soll die Smart-Grid-Lösung nicht nur das Mittelspannungs-, sondern auch das Wärmenetz regeln. 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.

Hierzu wird ein agentenbasiertes Automatisierungssystem entwickelt, welches die Netzberechnungen beider Sektoren vereint und darüber hinaus die Regelung der Kraftwerke ‑optimiert durchführen soll. Durch den Agentenansatz wird das Mittelspannungsnetz in kleine autarke Subnetze unterteilt, wodurch die Robustheit der gesamten Smart-Grid-Lösung deutlich gesteigert wird. Diese autarken Agenten können bei einer Grenzwertverletzung untereinander eine ideale Lösung auf Basis lokaler Zielsetzungen, zur Wiederherstellung der Netzsicherheit finden. Der Netzbetreiber erhält Dank des integrierten Monitorings den vollen Überblick über den Netzzustand beider Sektoren.

Die fertige autarke Smart-Grid-Lösung mitsamt der Wärmepumpe soll eine Reduzierung des Ausstoßes der Stadt Lemgo von schätzungsweise 3200 Tonnen pro Jahr ermöglichen und somit einen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele der Agenda 2020 leisten.

Projektförderung

Der Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik der Bergischen Universität Wuppertal wird im Rahmen des Projekts für die Laufzeit von drei Jahren mit ca. 167.000 € aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 "Investitionen in Wachstum und Beschäftigung" und durch das Land Nordrhein-Westfalen gefördert.

Projektpartner
  • Stadtwerke Lemgo GmbH
  • Universität Duisburg-Essen
Ansprechpartner

Jan Mehlich

Marcel Ludwig