Das Forschungsvorhaben KNW-Opt II vereint die Lösungsansätze der beiden bundesweit größten kollektorbasierten Kalten Nahwärmenetze (KNW) 'Bad Nauheim Süd' und 'Soester Norden'.
Programm/ Zuschussgeber | BMWK |
Akronym | KNW-OptII |
Titel/ Thema | Skalierbarkeit von Großkollektoranlagen und KNW-Netzen |
Identifikation/ Zuwendungsnummer | 03EN3120 |
Durchführungszeitraum | 2025-05-01 2029-04-30 |
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag | 3.118.681,25 |
Sonstiges | - |
Mit Hilfe von wissenschaftlichen Monitorings werden wichtige übertragbare Erkenntnisse für die Planung, den Bau und den Betrieb komplexer kollektorbasierter KNW-Systeme gewonnen. Diese werden im Rahmen des Wissenstransfers für die breite Anwendung verfügbar gemacht. Es werden Softwarelösungen erarbeitet, validiert und bereitgestellt. Im Vorgängerprojekt KNW-Opt wurde in 'Bad Nauheim Süd' ein wissenschaftliches Monitoring implementiert und erste Optimierungen umgesetzt. Diese Arbeiten werden in KNW-Opt II weiter fortgeführt und ergänzend Agraranalysen an diesem Standort durchgeführt. Zudem werden die Untersuchungen durch Aufbau eines wissenschaftlichen Monitorings am aktuell größten kollektorbasierten KNW-Netz im 'Soester Norden' erweitert und die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus KNW-Opt hierfür genutzt. Die beiden Leuchttürme dienen zudem der Entwicklung einer KNW-Energy-Cloud sowie einem KNW-Real-Time Twin, mit deren Hilfe die Übertragbarkeit auf andere KNW-Netze im Neubau aber auch Bestand ermöglicht werden soll. Um die Marktdurchdringung zu beschleunigen, erfolgt der Wissens- und Technologietransfer durch die Einbindung der wichtigsten Branchenverbände schon während der Projektlaufzeit.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm - Institut für Energie und Gebäude (ieg). Teilvorhaben: Aufbau und Erweiterung des wissenschaftlichen Monitorings mit Erarbeitung von Betriebsoptimierungsstrategien sowie Sicherung des Wissenstransfers in Forschung und Praxis und wissenschaftliche Projektkoordination. Im Teilvorhaben wird die Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon OHM (OHM) das wissenschaftliche Monitoring im gesamten Projektverlauf begleiten. Das in Bad Nauheim aufgebaute Konzept wird auch in Soest implementiert und Optimierungspotentiale an beiden Standorten erarbeitet und umgesetzt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in wissenschaftlichen Arbeiten und über das im Projekt gegründete Forum der Allgemeinheit zugänglich gemacht. Ebenfalls wird die OHM die wissenschaftliche Projektkoordination übernehmen.
Stadtwerke Bad Nauheim GmbH. Teilvorhaben: Operative Begleitung des wissenschaftlichen Monitorings und Umsetzung von Maßnahmen zur Betriebsoptimierung. Im Teilvorhaben der Stadtwerke Bad Nauheim GmbH (SWBN) soll das bestehende Monitoringsystem aus KNW-Opt weiter genutzt werden, um weiterführende Analysen und Betriebsoptimierungen durchzuführen. Es werden verschiedene Betriebsszenarien umgesetzt und ausgewertet. Als Ziel sollen hydraulische und thermische Optimierungen resultieren. Die beiden Projekte in Soest und Bad Nauheim sollen gegenseitig aus den Inbetriebnahme- und Messdaten der Betriebsszenarien lernen und profitieren. Alle Erkenntnisse sollen über das Forum nutzbar gemacht werden. Zudem unterstützen die SWBN bei den Agraranalysen.
Stadtwerke Soest GmbH. Teilvorhaben: Aufbau und operative Begleitung des wissenschaftlichen Monitorings und Umsetzung von Maßnahmen zur Betriebsoptimierung. Im Teilvorhaben der Stadtwerke Soest GmbH (SWSoe) soll im ersten Schritt ein qualitativ gleichwertiges Monitoring zu Bad Nauheim aufgebaut werden. Es werden Temperaturen und Feuchten, Volumenströme und Energiemengen erfasst. Aus den Erkenntnissen von KNW-Opt abgeleitete und an den Soester Norden angepasste Betriebsszenarien werden umgesetzt und ausgewertet. Ziel ist die hydraulischen und thermischen Optimierungen des Gesamtsystems und daraus die Erarbeitung von allgemeingültigen Informationen zu Planung, Umsetzung und Betrieb von KNW-Netzen.
heatbeat engineering GmbH. Teilvorhaben: Entwicklung eines übertragbaren KNW-Real-Time-Twin und deren Validierung auf Basis der realen KNW-Leuchtturmprojekte. Von der heatbeat engineering GmbH werden Modelle des Ist-Zustands der Anlagen erstellt. Die anhand von Messdaten validierten Simulationsmodelle sollen den aktuellen Betrieb zuverlässig abbilden. Die Netzsimulation wird Verbesserungspotenziale aufzeigen und quantifizieren, sowie als Planungswerkzeug die optimale Weiterentwicklung und Übertragbarkeit ermöglichen. Darauf aufbauend wird die Integration weiterer Wärmequellen ermöglicht. Letztlich können so auch Erweiterungspotenziale von KNW-Netzen ermittelt werden. Diese Erkenntnisse können dann auf weitere bestehende Nahwärmenetze angewendet werden.
Justus-Liebig-Universität Gießen - Professur für Nachwachsende Rohstoffe und Bioressourcen. Teilvorhaben: Agraranalyse – Auswirkungen landwirtschaftlicher Nutzungen auf die Performance von Großkollektoranlagen. Im Teilvorhaben der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) wird die nachhaltige Bewirtschaftung doppelgenutzter Agrarflächen adressiert. Das übergeordnete Ziel ist die Maximierung des Energieaustauschs für die Beheizung und Kühlung von Gebäuden, ohne die landwirtschaftliche Produktionskapazität des Feldes zu beeinträchtigen. Hierbei wird betrachtet, wie verschiedene Pflanzenkulturen für den Energieaustausch relevante Bodenparameter wie Temperatur- und Feuchtigkeit beeinflussen sowie die Wasseraufnahme der Pflanzen und die Dynamik der Evapotranspiration
Smart Q Energy Solutions GmbH. Teilvorhaben: Entwicklung einer übertragbaren KNW-Energy-Cloud und deren Validierung auf Basis der realen KNW-Leuchtturmprojekte. Im Teilvorhaben von Smart Q Energy Solutions GmbH (SmaQ) wird ein digitalisiertes und standardisiertes Ökosystem für KNW-Netze geschaffen. Kernelement ist die Entwicklung des Home Energy Management Systems (HEMS) zu einer marktfähigen Lösung mit Smart Grid-Ready-Anbindung. Das HEMS wird Installationsassistenten und Konformität zu energierechtlichen Vorgaben für Smart Meter Gateways bereitstellen. Zur zentralen Datenverwaltung wird die IoT-Plattform 'KNW EnergyCloud' aufgebaut. Diese dient als standardisierte Datendrehscheibe zur Integration aller Mess- und Betriebsdaten.
Bad Nauheim Süd und Soester Norden
Zu Literatur siehe:
zuletzt bearbeitet Mai 2025, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
