Optimierte Sektorkopplung in Quartieren durch intelligente thermische Prosumernetze
Förderer
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Zeitraum
Dezember 2020 bis Mai 2024
Bearbeiter
Dr.-Ing. Peter Tzscheutschler Daniel Zinsmeister Elgin Kollnig Sebastian Eichhorn
Partner
Triowatt
Die Wende vom fossil zu einem erneuerbar dominierten Energiesystem muss die drei wesentlichen Sektoren Strom, Wärme und Verkehr mit einbeziehen. Die Kopplung der Sektoren Strom und Wärme ist hierbei ein effektives und kostengünstiges Mittel, Schwankungen volatiler, regenerativer Stromerzeuger auszugleichen und die Belastung in den Verteilnetzen zu reduzieren.
Aktuelle Ansätze in der Sektorkopplung von Strom und Wärme verfolgen meist einen strengen dezentralen oder zentralen Ansatz zur Wärmeversorgung. In OSkit sollen dagegen die Vorteile der zentralen und dezentralen Wärmeversorgung zu einem prosumerbasierten, flexiblen und bidirektionalen Wärmenetz kombiniert werden. Die optimierte dezentrale Wärmeversorgung erhält die Vorteile der dezentralen Energieversorgung, setzt allerdings Geräte, wie BHKWs, Wärmepumpen und Solarthermieanlagen, im Verbund besser ein und schöpft das Potential zur Sektorkopplung stärker aus.
Im Projekt sollen hierzu neue, innovativen Topologien für thermische Netze und deren bidirektionale Übergabestationen entwickelt und analysier werden. Dabei werden geeignete zentrale und dezentrale Betriebsstrategien für die Übergabestationen und den Betrieb der thermischen und elektrischen Anlagen benötigt.
Das neuartige thermische und elektrische Microgrid wird anschließend im CoSES Technikum validiert und die Einflussmöglichkeiten auf das Verteilnetz analysiert. Zusätzlich werden technoökonomische Umsetzungsmöglichkeiten im Feld untersucht.
Licklederer, Thomas; Zinsmeister, Daniel; Lukas, Lorenz; Speer, Fabian; Hamacher, Thomas; Perić, Vedran S.: Control of bidirectional prosumer substations in smart thermal grids: A weighted proportional-integral control approach. Applied Energy 354, 2024, 122239 mehr…
2023
Adldinger, S; Behringer, L; Licklederer, T; Zinsmeister, D; Hamacher, T: Temperature flexible operation of district heating with booster heat pumps – Improving efficiency of existing networks. Journal of Physics: Conference Series 2600 (8), 2023, 082028 mehr…
De la Cruz-Loredo, Iván; Zinsmeister, Daniel; Licklederer, Thomas; Ugalde-Loo, Carlos E.; Morales, Daniel A.; Bastida, Héctor; Perić, Vedran S.; Saleem, Arslan: Experimental validation of a hybrid 1-D multi-node model of a hot water thermal energy storage tank. Applied Energy 332, 2023, 120556 mehr…
Song, Ruihao; Zinsmeister, Daniel; Hamacher, Thomas; Zhao, Haoran; Terzija, Vladmir; Peric, Vedran: Adaptive Control of Practical Heat Pump Systems for Power System Flexibility Based on Reinforcement Learning*. 2023 International Conference on Power System Technology (PowerCon), IEEE, 2023 mehr…
Zinsmeister, Daniel; Licklederer, Thomas; Adldinger, Stefan; Christange, Franz; Tzscheutschler, Peter; Hamacher, Thomas; Perić, Vedran S.: A prosumer-based sector-coupled district heating and cooling laboratory architecture. Smart Energy, 2023, 100095 mehr…
Zinsmeister, Daniel; Tzscheutschler, Peter; Perić, Vedran S.; Goebel, Christoph: Stratified thermal energy storage model with constant layer volume for predictive control — Formulation, comparison, and empirical validation. Renewable Energy 219, 2023, 119511 mehr…
2022
Daniel Zinsmeister, Vedran Perić: Implementation of a Digital Twin of the CoSES District Heating Prosumer Laboratory. 14th International Conference on Applied Energy (ICAE2022), 2022 mehr…
2021
Mayer, Matthias; Mohapatra, Anurag; Peric, Vedran S.: IoT Integration for Combined Energy Systems at the CoSES Laboratory. 2021 IEEE 7th World Forum on Internet of Things (WF-IoT), IEEE, 2021 mehr…
Samboju, Sai Kiran; Tanjavooru, Vivek Teja; Zinsmeister, Daniel; Peric, Vedran. S.: Modeling of combined heat and power generation unit for dynamic analysis of integrated thermal-electric grids*. Proceedings of the 9th Workshop on Modeling and Simulation of Cyber-Physical Energy Systems, ACM, 2021 mehr…
Song, Ruihao; Hamacher, Thomas; Perić, Vedran S: Impact of hydraulic faults on the electric system in an integrated multi-energy microgrid. Proceedings of the 9th Workshop on Modeling and Simulation of Cyber-Physical Energy Systems, ACM, 2021 mehr…
Zinsmeister, Daniel; Licklederer, Thomas: Characterization of a Combined Heat and Power Unit at the CoSES laboratory. Unpublished, 2021 mehr…
Zinsmeister, Daniel; Licklederer, Thomas; Christange, Franz; Tzscheutschler, Peter; Perić, Vedran S.: A comparison of prosumer system configurations in district heating networks. Energy Reports 7, 2021, 430-439 mehr…
