Studie zum Einsatz eines „Flex-Beobachters“ für die Quantifizierung der energeti-schen Flexibilität eines netzdienlich betriebenen Gebäudes (Flex-Beobachter)

Durch den Ausbau erneuerbarer Erzeuger rückt im zukünftigen Stromnetz das Lastmanagement in den Fokus. Hiervon ist auch der Gebäudesektor betroffen, der für einen erheblichen Anteil des Primärenergieverbrauchs verantwortlich ist. Die thermische Speicherfähigkeit der Gebäudemasse und die Toleranzbänder der raumklimatischen Sollwerte ermöglichen einen flexiblen und netzdienlichen Betrieb der heiz- und raumlufttechnischen Anlagen. Hierdurch ist das Gebäude in der Lage, energetische Flexibilität als Dienstleistung für das Stromnetz anzubieten, wodurch ein Beitrag zur Netzstabilität und zum weiteren Ausbau erneuerbarer Erzeuger geleistet wird.

In einem netzdienlich betriebenen Gebäude sind die Raumlufttemperatur und die Leistungsaufnahme der Anlagentechnik unbekannt, die sich eingestellt hätten, wenn das Gebäude bedarfsgerecht betrieben worden wäre. Dies führt einerseits dazu, dass der Betrag der zusätzlich im Gebäude gespeicherten thermischen Energie unbekannt ist. Andererseits ist auch der Mehraufwand unbekannt, der aus dem flexiblen Betrieb resultiert. Das Ziel dieser Studie ist eine Untersuchung der Umsetzbarkeit eines regelungstechnischen Konzeptes zur Quantifizierung der energetischen Flexibilität eines Gebäudes mit netzdienlich betriebener Anlagentechnik. Kern der Studie ist die Herleitung und die simulative Überprüfung eines mathematischen Ansatzes, dem sogenannten „Flex-Beobachter“. Mithilfe des Flex-Beobachters soll es möglich sein, die Temperaturänderung in einem netzdienlich betriebenen Gebäude gegenüber einem bedarfsorientiert betriebenen Gebäude zu bestimmen. Hieraus lässt sich die Leistungsaufnahme der bedarfsgeführten Anlagentechnik rekonstruieren.

Die Hauptziele dieser Studie sind:

  •  Ausarbeiten eines beobachterbasierten Konzeptes zur Ermittlung der Temperaturerhöhung/-absenkung im flexiblen Betriebspunkt
  • Einbinden des Beobachters in eine thermisch-energetische Gebäudesimulation
  • Bestimmung der energetischen Flexibilität und des energetischen Mehraufwands infolge eines Lastmanagement-Eingriffs
  • Überprüfen der Ergebnisse anhand von Simulationsstudien

Laufzeit: 01.07.2022 - 31.12.2022

Förderkennzeichen: VdF 2022-01

 

Der Abschlussbericht steht Ihnen hier als Download zur Verfügung.