Aktionen

Action 1

Aktion 1 - Projektmanagement

Verantwortlicher Partner für Aktion 1: ULg/BEMS

Action 2

Aktion 2 - Kommunikation

Verantwortlicher Partner für Aktion 2: UL, TUK/RE, ULg/BEMS


Action 3

Poster Action 3

Aktion 3.1 - Untersuchung der aktuellen Heizungsanlagen in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 3.1: ULg/BEMS

Ziele:

Analyse der aktuellen Situation in der Großregion unter Beachtung folgender Aspekte

- Der aktuelle Zustand verschiedener Heizungssysteme, vor allem von Wärmepumpen (Durchdringungsrate, Wärmepumpentypen, technologische Entwicklungen, Installationspotenzial, etc.)

- Die Situation und Organisation des Elektrizitätsnetzes für Erkenntnisse über die bestehenden Übertragungsleitungen, die Marktorganisation, Verbindungen zwischen den Gebieten der Großregion sowie eine Entwicklung des Status des Netzes (Monitoring der Kontrollmaßnahmen der letzten Jahre, der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien, der Entwicklung der Nachfrage in den verschiedenen Regionen usw.)

Aktion 3.2: Bewertung der aktuellen Netzsituation in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 3.2: TUK/ESEM

Ziele:

- Untersuchung der verschiedenen Spannungspegel und des Zusammenhangs zwischen den vier Ländern in der Großregion

- Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen zur Netzstärkung

- Untersuchung der installierten RE-Generation in verschiedenen Regionen

- Harmonisierung der gesammelten Daten für einen homogenen Rasterdatensatz

- Bewertung des Strombedarfs, des Strommarktes und der grenzüberschreitenden Ströme

Action 4

Poster Action 4

Aktion 4.1 - Gebäudebewertung

Verantwortlicher Partner für Aktion 4.1: TUK/ARCH

Ziele:

Ziel ist es repräsentative Gebäudetypen für die Großregion herauszuarbeiten und für die Modellierung auszuwählen:

- Ermittlung der in der Region vorhandenen Haustypen und derer Häufigkeit

- Sammeln, Zusammenfügen und Homogenisieren der Haustypen

- Klassifizierung nach Baualter, Nutzungsart, Raumtypus, Konstruktion, Material und resultierendem Speicherverhalten

Aktion 4.2: Bewertung von Speichermöglichkeiten

Verantwortlicher Partner für Aktion 4.2: TUK/ARCH

Ziele:

Die Aktion stellt die Grundlagen zur Verfügung, die für die Gebäude- und Netzsimulation benötigt werden. Dabei wird folgendes untersucht:

- Analyse des Gebäudebestandes der Großregion

- Architektonisch-Konstruktiv-Bauphysikalische Beschreibung des Bestandes

- Kategorisierung des Bestandes

- Auswahl repräsentativer Gebäudemodelle für die Großregion

- Dreidimensionale digitale Modellierung der Gebäude für die Simulationsumgebung

- Erfassung von unterschiedlichen Konstruktionstypen für die Simulation der verschiedenen Baualtersklassen

Aktion 4.3: Untersuchung von Sanierungsstrategien

Verantwortlicher Partner für Aktion 4.3: TUK/ARCH

Ziele:

- die Analyse des Gebäudebestandes,

- die Analyse der länderspezifischen Rahmenbedingungen, explizit der Normen und Regelwerke

- die Entwicklung von Sanierungsstrategien für den Gebäudebestand (die Sanierungsstrategien basieren auf den nationalen und regionalen Energieeinspargesetzen und dienen der im Forschungsprojekt fokussierten Nutzung thermischer Speicherung mittels stromgeführter Wärmepumpen


Action 5

Poster Aktion 5.1

Poster Aktion 5.2

Aktion 5.1 – Bewertung des Wärmepumpenmarktes in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 5.1: Universität Lothringen

Ziele:

Ziel dieser Aktion ist es, eine Studie über den Wärmepumpenmarkt in der Großregion (Anzahl der verkauften Einheiten, Anzahl der in Betrieb befindlichen Einheiten, installierte Leistung usw.) für den Zeitraum 2011-2017 durchzuführen, die eine Prognose über die Entwicklung dieser Technologie in der Großregion ermöglicht.

Aktion 5.2 – Wärmepumpen-Modellierung

Verantwortlicher Partner für Aktion 5.2: Universität Lothringen

Ziele:

Ziel dieser Aktion ist die Modellierung einer drehzahlgeregelten Wärmepumpe, die in ein intelligentes Netzwerk integriert ist und so bestenfalls den Energieverbrauch senken, die Flexibilität bei der Erhöhung des Verbrauchs von erneuerbarem Strom gewährleisten, die Relastkurve glätten und die Spitzenbelastung der Rohstoffe reduzieren zu können.

Action 6

Poster Action 6

Aktion 6: Entwicklung und Evaluierung von thermischen Speichern zur Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien und zur Lastenverschiebung

Verantwortlicher Partner für Aktion 6: TUK/GST

Ziele:

- Modellierung der Speicher in der Simulationsumgebung

- Dimensionierung der Speichersysteme

- Bewertung der Möglichkeiten zur kurz- und mittelfristigen Beladung thermischer Speicher mit Strom aus erneuerbaren Energien

- Erkenntnisse über die Energieeffizienz in Kombination mit einer Wärmepumpe


Action 7

Poster Action 7

Aktion 7: Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen und Marktdaten für den Betrieb von Wärmepumpen in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 7: IZES gGmbH

Ziele:

- Untersuchung der Wirtschaftlichkeit des Betriebs gesteuerter Wärmepumpen, deren Fahrweise sich an kurzfristigen Strommarktpreisen orientieren

- Untersuchung der Voraussetzungen und Bedingungen eines wirtschaftlichen Betriebs der oben genannten Systeme

- Prüfung des rechtlichen Rahmens der Länder der Großregion bzgl. einer kurzfristigen Tarifierung

- Ermittlung von rechtlichen Hemmnissen und Herausforderungen

Action 8

Poster Action 8

Aktion 8: Entwicklung und Bewertung einer technischen Lösung zum verbesserten Netzmanagement in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 8: TUK/GST

Ziele:

- Entwicklung eines Optimierungsalgorithmus zum kostenoptimierten Einsatz der Wärmepumpe

- Erstellen einer Schnittstelle zur Integration aller Simulationsmodelle (Wärmepumpe, Einsatzoptimierer, Gebäude, Speichersystem)

- Simulationsstudien für verschiedene Szenarien


Action 9

Poster Action 9

Aktion 9: Durchführbarkeitsstudie des Wärmepumpen-Speicher-Systems

Verantwortlicher Partner für Aktion 9: TUK/RE

Ziele:

- Investitionskosten und Instandhaltungskosten der Referenzgebäude unter Berücksichtigung der Sanierungskonzepte

- Lebenszykluskosten (LZK) unter Berücksichtigung der Investitionskosten, Instandhaltungskosten, Energiekosten, möglicher Förderung und variabler Stromtarife

- Bewertung der LZK und der Erlöse/Ersparnisse (inkl. Amortisationszeit, Wirtschaftlichkeit, eingesparte Heizkosten pro Gebäudetyp)

- Empfehlung eines bevorzugten Sanierungskonzeptes pro Gebäudetyp

- Berechnung der Gesamtkosten für die Sanierungen in der Großregion

Action 10

Poster Action 10

Aktion 10.1: Untersuchung der Auswirkungen eines HP-Rollouts auf das Verteilnetz

Verantwortlicher Partner für Aktion 10.1: TUK/ESEM

Ziele:

- Entwicklung von synthetischen Niederspannungsnetzmodellen für die Großregion

- Validierung der entwickelten synthetischen Niederspannungsnetzmodellen mit realen Netzen

- Untersuchungen zur Durchdringung verschiedener Gebäude und Clustertypen

- Niederspannungsnetzsimulationen und Auswertung der Ergebnisse

- Hochrechnung der Ergebnisse für die gesamte Großregion

Aktion 10.2: Quantifizierung des Lastverlagerungspotentials mittels elektrischer Wärmepumpen

Verantwortlicher Partner für Aktion 10.2: TUK/ESEM

Ziele:

- Ermittlung des Lastverlagerungspotenzials basierend auf der Stromtarifstruktur

- Ermittlung des Lastverlagerungspotentials basierend auf der Energiebilanz


Action 11

Poster Action 11

Aktion 11.1: Anpassung des Labors

Verantwortlicher Partner für Aktion 11.1: ULg/BEMS

Ziele:

Ziel dieser Aktion ist es, das Labor an eine Reihe von Häusern anzupassen, die für die Großregion repräsentativ sind.

Aktion 11.2: Nachbildung der verschiedenen Gebäude

Verantwortlicher Partner für Aktion 11.2: ULg/BEMS

Ziele:

- Zweck dieser Aktion ist es, die in Unteraktion 11.3 und Aktion 12 durchzuführenden Tests einzurichten.

- Das in Aktion 11.1 beschriebene Emulationssystem, das die Reproduktion von für die Großregion repräsentativen Häusern ermöglicht, wurde an ein technisches System angeschlossen, das aus einer Wärmepumpe (Luft-Wasser-Wärmepumpe) und einem Speichertank besteht.

Aktion 11.3: Durchführung von vorläufigen Identifikationstests

Verantwortlicher Partner für Aktion 11.3: ULg/BEMS

Ziele:

- Ziel dieser Maßnahme ist es, erste Identifikationstests mit den verschiedenen möglichen Konfigurationen durchzuführen, die für Gebäude in der Großregion repräsentativ sind.

- Die Prüfungen und die bei diesen Prüfungen aufgezeichneten Daten müssen es ermöglichen, die verschiedenen Parameter zu bestimmen, die die physikalischen Eigenschaften der dargestellten Gebäude darstellen. Diese Parameter sind notwendig, wenn Tests mit dem CAP-Prädiktionsmodell (Wärmepumpe) durchgeführt werden (in Aktion 12).

Action 12

Poster Aktion 12

Aktion 12.1 und 12.2 – Prüfung des prädiktiven Reglers

Verantwortlicher Partner für Aktion 12.1 und 12.2: ULg/BEMS

Ziele:

Ziel der Aktion 12 ist es, den im Projekt entwickelten prädiktiven Regler zu testen. Der Regler wird in verschiedenen Situationen und Szenarien getestet und die Parameter optimiert.

- Aktion 12.1: Vorbereitung der Labore für die Tests - Aktion 12.2: Durchführung der Tests und Vergleich der Leistung des Reglers mit der Leistung eines herkömmlichen Reglers, wie er üblicherweise in Installationen mit Wärmepumpe, Speicher und Fußbodenheizung verwendet wird


Action 13

Poster Action 13

Aktion 13: Regionale Potentialermittlungen und Zukunftsszenarien für den Einsatz von Wärmepumpen in der Großregion

Verantwortlicher Partner für Aktion 13: IZES

Ziele:

Das Arbeitspaket hat das Ziel das Marktpotential für Wärmepumpen in der Großregion zu erfassen und dieses im Rahmen von Zukunftsszenarien bis 2050 unter Berücksichtigung energiepolitischer, wirtschaftlicher und demografischer Entwicklungen darzustellen. Die Herangehensweise erfolgt, basierend auf den Ergebnissen der Aktionen 3-6, durch eine Evaluation des aktuellen Gebäudebestands und Neubauprognosen in der Großregion. Der Gebäudebestand wird anhand der erarbeiteten Gebäudetypen in Aktion 4 gespiegelt. Parallel erfolgt die Ermittlung der Marktdurchdringungen der Wärmepumpen, um das aktuelle (Markt)Potential der Wärmepumpentechnologie zu ermitteln. Hierzu werden Marktprognosen hinzugezogen. Mit Hilfe von drei zu erarbeitenden Zukunftsszenarien (konservativ, gemäßigt, progressiv) bis 2050 unter Berücksichtigung energiepolitischer, wirtschaftlicher und demografischer Entwicklungen ist das zukünftige Marktpotential für Wärmepumpen in der Großregion abzubilden. Hierbei sind auch Ausbauszenarien Erneuerbarer Energien sowie europäische bzw. nationale Klimaschutzziele im Wärmebereich zu berücksichtigen mit dem Ziel gesamtvolkswirtschaftliche Schlussfolgerungen und Empfehlungen abzuleiten.

Action 15

Aktion 15: Analyse des Entwicklungspotentials von Apartmentgebäuden und Mehrfamilienhäusern

Verantwortlicher Partner für Aktion 15: TUK/GST

Ziele:

- 15.1 Analyse des Bestands an Mehrfamilienhäusern in der Großregion und Ermittlung typischer Gebäudekonfigurationen -

- 15.2 Untersuchung des Flexibilitätspotentials in typischen Gebäuden durch numerische Simulation dieser Gebäude -

- 15.3 Untersuchung des spezifischen Renovierungsbedarfs in Mehrfamilienhäusern, um die Installation von Wärmepumpen zu ermöglichen -

- 15.4 Erstellung eines Renovierungsleitfadens, der an Mehrfamilienhäuser angepasst ist, um die Installation von Wärmepumpen zu ermöglichen (Erweiterung des in Aktion 4 entwickelten Leitfadens)


Action 16

Aktion 16: Evaluation des Flexibilitätspotentials von Elektromobilitätsladung in Bezug auf netzdienliche Flexibilität

Verantwortlicher Partner für Aktion 16: TUK/ESEM

Ziele:

- 16.1 : Metastudie zu Elektromobilität. Hierbei sollen Szenarien zur zukünftigen Entwicklung der Elektromobilität basierend auf den politischen Zielen der einzelnen Länder der Großregion erstellt werden. Des Weiteren, wird in dieser Subaktion mithilfe von historischen Daten das Nutzungsverhalten der Elektrofahrzeuge untersucht.

- 16.2 : Modellierung des Ladeverhaltens. Hierfür sollen basierend auf die Ergebnisse der Subaktion 16.1 Modelle entwickelt werden, welche das Ladeverhalten von Elektroautos beschreiben.

- 16.3 : Reglerentwurf und Weiterentwicklung. Der in Aktion 8 entwickelte modellpädiktiver Regler wird weiterentwickelt, um die Planung der Beladevorgänge der Batterien der Elektroautos mitzuberücksichtigen.

- 16.4 : Auswirkungen eines Rollouts von Wärmepumpen und Elektroautos. Die Netzberechnungen, welche in Aktion 10 durchgeführt wurden, um die Auswirkungen eines Wärmepumpenrollouts zu untersuchen, werden in dieser Subaktion erneut durchgeführt. Dabei werden die Ergebnisse der Subaktion 16.3 integriert und somit sowohl Wärmepumpen als auch Elektroautos als gesteuerte Lasten berücksichtigt. Weiterhin werden die Auswirkungen auf den überregionalen Energieaustausch untersucht.

Action 17

Aktion 17: Untersuchungen unter realen Einsatzbedingungen und Umsetzung eines Demonstrators (Einfamilienhaus als Testobjekt)

Verantwortlicher Partner für Aktion 17: ULg/BEMS

Ziele:

17.1 Definition des Demonstrationssystems in einer Simulationsumgebung
Durch die Integration des Demonstrationsgebäudes in eine Simulationsumgebung können verschiedenste Szenarien unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz analysiert und bewertet werden.

17.2 Anpassung des Reglers an die Bedingungen des Demonstrationsobjektes
Der im Projekt entwickelte Regler wird in der Unteraktion an die Bedingungen des Demonstrationsobjektes angepasst und seine Funktionalität unter realen Umgebungsbedingungen getestet. Darüber hinaus können die unter Aktion 17.1 durchgeführten Simulationen verifiziert werden.

17.3 Monitoring
Die Leistung des gesamten Systems wird während der Monitoring Phase überwacht und unter verschiedenen kurz- und langfristigen Randbedingungen bewertet. Auch die Flexibilität des Gesamtsystems wird untersucht und analysiert.

Beitrag zum Hauptziel des Projekts: Die Durchführung von einem Demonstrationsvorhaben in vollem Umfang ist der beste Weg, um die Zielgruppen von der Wirksamkeit des vorgeschlagenen Ansatzes für die Entwicklung des Strommarktes in der Großregion zu überzeugen.