Eine Kältemaschine, die auch als Wärmepumpe betrieben werden kann, wandelt Strom besonders effizient in Wärme und Kälte um. Gemeinsam mit zwei Speichern für Wärme und Kälte ist es mit diesem Energieverbund möglich, flexibel Wärme und/oder Kälte zu erzeugen. Dabei kann Strom für das Netz aus dem Blockheizkraftwerk bereitgestellt oder bei Überangebot im Stromnetz von dort bezogen werden. Ein aktuelles Preissignal liefert diesem Gesamtsystem dafür eine Information, ob aktuell Strom aus dem Netz bezogen oder ins Netz eingespeist werden sollte. Dieser Energieverbund ist anlagentechnisch so mit dem gebäudetechnischen Labor der Hochschule Offenburg verbunden, dass realitätsnahe Lastprofile für Strom, Wärme und Kälte simuliert werden können.
„Mehr Effizienz im Gesamtsystem“
Professor Dr. Jens Pfafferott beschreibt das Labor als „Experimentierfeld für eine netzreaktive, dezentrale Energieversorgung“. Netzreaktive Systeme sind in der Lage, das Stromnetz zu entlasten. Sie können weitgehend flexibel eingesetzt werden, um Stromspitzen zu kappen oder Stromtäler zu füllen. Der hier realisierte Energieverbund agiert in diesem Sinne „netzdienlich“. Die Betriebsführung muss dabei unter der Randbedingung optimiert werden, dass die Energieerzeugung selbst bei einer hohen Effizienz realisiert und die bereitgestellten Energiemengen bedarfsgerecht beim Nutzer Verwendung finden. „Wenn die beiden Aspekte Effizienz und netzdienlicher Betrieb gut zusammenspielen, erreichen wir im regionalen Energiesystem eine hohe Ressourceneffizienz und – quasi nebenbei – einen hohen Anteil an regenerativer Energie in unserem Stromnetz,“ erklärt Projektleiter Jens Pfafferott. Seit April 2016 konnten schon einige Experimente erfolgreich durchgeführt werden. Das Labor stellt damit eine realitätsnahe Labor zur Verfügung, um zukunftsfähige Betriebsstrategien in Forschungsprojekten zu entwickeln, umzusetzen und umfangreich zu testen. In der Lehre werden die Studierenden die eingesetzten Technologien und deren Zusammenspiel in gebäude- und energietechnischen Systemen kennenlernen und die Anlagen im Labor live erleben.
„Typische Anwendersituationen simulieren“
Der Gesamtwert des Labors bestehend aus Hauptkomponenten, Installation und Mess- und Regelungstechnik sowie die Anbindung an eine übergeordnete Prozessoptimierung im laufenden Betrieb belaufen sich auf rund 100.000 €. Das SenerTec Center in Lautenbach (Blockheizkraftwerk), das Ingenieurbüro Isenmann aus Haslach (Wärme- und Kältespeicher), die Firma Thermorat aus Freiburg (reversible Wärmepumpe) sowie die auf Adsorptionskälte spezialisierte SorTech AG aus Halle haben die Hauptkomponenten gesponsort. Damit war es möglich, den Aufbau weitgehend aus Eigenmitteln und mit Hilfe des Industry on Campus IoC-Projektes zu finanzieren. Das Elektrizitätswerk Mittelbaden fördert den Laborbetrieb im ersten Jahr aus seinem Ökologie- und Innovationsfond. „Wir freuen uns, dass mit dem neuen Labor Energieverbrauch und -nutzung typischer Energieanwendungen dynamisch abgebildet werden können. Damit können wir für unsere Kunden energieeffiziente, wirtschaftliche Energielösungen entwickeln. Dabei bietet die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung ganzjährig die Möglichkeit, in Verbindung mit Wärme- und Kältespeicher das Stromnetz bei schwankender Stromproduktion von Sonne und Wind zu entlasten“, sagt Michael Mathuni Leiter Energiedienstleistungen beim Elektrizitätswerk Mittelbaden.
Kontakt:
Professor Dr.-Ing. Jens Pfafferott
E-Mail: <link>jens.pfafferott@hs-offenburg.de
Telefon: 0781/205-4604