Im Forschungsprojekt „Eneff_Netzregelung“ wollen wir nun herausfinden, wie wir unsere Netze am besten betreiben, um diese Energie optimal nutzen können. Ziel ist, mit der gleichen Energiemenge mehr Haushalte versorgen zu können.
Programm/ Zuschussgeber | BMWK |
Akronym | Eneff Netzregelung |
Titel/ Thema | En-Eff_Netzregelung - Energieeffizienzbasierte Regelung von dezentral gespeisten Wärme- und Kältenetzen unter Berücksichtigung von Lebensdauereffekten |
Identifikation/ Zuwendungsnummer | 03EN3076 |
Durchführungszeitraum | 2023-06-01 2026-05-31 |
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag | 1.320.831,51 € |
Sonstiges | - |
Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für den energieeffizienz- und lebensdaueroptimalen Betrieb von Fernwärme- und Fernkältenetze zu erarbeiten. Berücksichtigt werden dabei die zukünftig regenerative und eher dezentrale Erzeugungsstruktur, niedrigere Vorlauftemperaturen sowie ein zunehmender Ausbau der Sensorik durch Smart Metering. Zur Erreichung dieser Ziele sollen Modelle zur Ermittlung von Energieverluste sowie Stressfaktoren entwickelt und durch Messungen von z. B. Temperatur und Feuchtigkeit im Boden kalibriert werden. Weiterhin soll ein vorhandenes, hydraulisches Netzberechnungsverfahren um die thermische Komponente erweitert sowie für die Anwendung auf Kältenetze angepasst werden. Lebensdauerverluste sollen auf Basis von Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben 'FW- Instandhaltung' abgeschätzt werden.
Zudem sollen diesbezüglich neue, KI-basierte Algorithmen entwickelt werden. Das Verfahren zur Netzberechnung soll um diese Lebensdauerprognose erweitert werden, sodass jederzeit die hydraulischen und thermischen Zustandsgrößen sowie Stressfaktoren vorliegen und bei der Netzregelung berücksichtigt werden können. Auf Basis dessen soll sowohl ein modellprädiktiver als auch ein KI-basierter Ansatz zur optimalen Netzregelung entwickelt und im praktischen Einsatz erprobt werden. Teilvorhaben: Physikalische Modellierung und Regelungsentwurf Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden bestehende Netzmodelle zur hydraulischen Simulation von Fernwärmenetzen um thermische Komponenten (Temperaturverläufe, Energieverluste) erweitert. Zudem wird das Simulationsmodell für die Verwendung im Rahmen modellprädiktiver Regelungen angepasst, welche ebenfalls in diesem Teilvorhaben entwickelt und implementiert werden soll. Neben dem modellprädiktiven Ansatz werden die vorhandenen Messdaten verwendet, um den KI-basierten Ansatz zu trainieren. Die beiden Ansätze sollen abschließend beim Projektpartner Stadtwerke München implementiert und ausgiebig getestet werden.
Im Projekt „Eneff_Netzregelung“ erforschen wir im ersten Schritt, an welchen Stellen im Fernwärmenetz Energie verloren geht. Dazu verlegen wir an ausgewählten Punkten im Netz Sensoren. Diese messen die Temperatur und die Feuchtigkeit im Boden. Mithilfe der erhobenen Daten erstellen wir dann ein Modell der Energieverluste. Außerdem wollen wir herausfinden, inwieweit die Netze mit der Zeit altern und ineffizienter werden.
Die Ergebnisse implementieren wir in ein bereits vorhandenes Simulationsmodell eines Netzes. Mit diesem Modell wird dann ein Verfahren entwickelt, wie wir das Netz so regeln können, dass wir den Wärmebedarf unserer Kund*innen optimal decken und gleichzeitig die Wärmeverluste reduzieren
Unser Ziel ist es, eine KI (künstliche Intelligenz) zu entwickeln, die ein Fernwärmenetz automatisch regeln kann. Diese Software soll herausfinden, wie man das Netz so regelt, dass die Rohrleitungen eine möglichst lange Lebensdauer haben und die eingesetzte Energie optimal ausgenutzt wird. Außerdem soll sie allen denkbaren Betriebssituationen gewachsen sein.
Die KI wird die Regelungen aber nicht automatisch selbst umsetzen. Vielmehr soll sie unsere Netz-Expert*innen unterstützen und Vorschläge machen, wie das Netz optimal betrieben werden kann.
Großraum München, Bayern, Deutschland
https://www.swm.de/magazin/innovation/ki-geothermie-netzsteuerung
zuletzt bearbeitet Januar 2024, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
