Forschungsprojekt ENaQ2

Betriebsoptimierung, -monitoring und Transfer im Energetischen Nachbarschaftsquartier Helleheide

Credit:

BMWK

In unserem zukünftigen Energiesystem spielt die Sektorenkopplung eine entscheidende Rolle, um vorhandene Ressourcen möglichst effizient nutzen zu können. Insbesondere auf der räumlichen Ebene von Stadtteilen und Wohnquartieren bieten sich große Vorteile durch die Vernetzung der Sektoren Strom, Wärme und Elektromobilität, zum Beispiel um lokale netzdienliche Flexibilitätspotenziale für mehr Systemstabilität nutzen zu können. Jedoch werden für die Evaluation entsprechender Konzepte konkrete Messwerte und Daten aus der realen Nutzung eines Quartiers benötigt. Hierzu gewährt das im Projekt ENaQ realisierte Energetische Nachbarschaftsquartier Helleheide in Oldenburg einzigartige Einblicke, wie sich ein klimafreundliches und zukunftsweisendes Energiekonzept nach der Konzeptionierung und dem Aufbau in der Praxis bewährt. Vor diesem Hintergrund geht es im Nachfolgeprojekt ENaQ2 (gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) neben der wissenschaftlichen Evaluation von Betriebsweisen vor allem darum, das Quartierskonzept und die intelligente Steuerung des sektorengekoppelten Energieversorgungssystems über mehrere Kälteperioden hinweg weiter zu optimieren. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen als Vorbild für weitere Quartiere dienen und damit die Entwicklung nachhaltiger Energiesysteme maßgeblich vorantreiben.

Forschungsprojekt ENaQ2

 

Laufzeit

Februar 2025 bis Januar 2030

Förderung durch

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Projektbeteiligte

  • OFFIS – Institut für Informatik
  • Institut für Vernetzte Energiesysteme
  • Stadt Oldenburg
  • Olegeno Oldenburger Energie-Genossenschaft eG
  • GSG Oldenburg Bau- und Wohngesellschaft mbH
  • GSG Energie GmbH
  • Electric-Special Photronicsysteme GmbH
  • Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Basierend auf den umgesetzten Zielen des ENaQ-Projektes, soll das Nachfolgeprojekt ENaQ2 die konzeptionelle Weiterentwicklung des als „Reallabor“ bezeichneten Wohnquartiers Helleheide sicherstellen. Nach mehrjähriger Planungsphase ist ab 2022 ein Teil der vorgesehenen rund 300 Bewohnerinnen und Bewohner auf dem Areal eingezogen. Sie sollen dem Quartiersenergiekonzept zufolge an einem digitalisierten Energiehandel beteiligt werden, der sicherstellt, dass die vor Ort erzeugte Energie möglichst effizient auch direkt vor Ort selbst genutzt wird. Dafür ist im Projekt ENaQ2 unter anderem vorgesehen, alle Wohneinheiten mit einer „Energieampel“ auszustatten, die als erweitertes Monitoringsystem Informationen über Energieverbrauch und -zusammensetzung bereitstellt. Geplant sind im Energiebereich zudem unter anderem die Förderung von Direktvermarktung und dynamischen Stromtarifen, die Integration von Mehrpunkteinspeisungen für das lokale Nahwärmenetz sowie eine wissenschaftlich basierte Evaluation zur Fragestellung, inwieweit genossenschaftliche Organisationsformen für Wärmenetze in der Wärmewende geeignet sind und wie sie ggf. umgesetzt werden können.

Das Institut für Vernetzte Energiesysteme fokussiert sich im Projekt ENaQ2 darauf, verbesserte Betriebsführungsstrategien für das Quartiersenergiesystem zu entwickeln. Dieses wurde bereits teilweise in der ersten ENaQ-Projektphase in der Praxis umgesetzt, nachdem das Institut den Anlagenbetrieb auf Basis von synthetischen Energiebedarfen modelliert hatte. Nun soll nachgewiesen werden, dass diese Optimierung der Simulation in der Praxis zu weiteren Kosten- und Emissionseinsparungen führen kann. Dafür wenden die Forschenden die zuvor entwickelten Algorithmen im laufenden Betrieb an, um sie nach Auswertung der Ergebnisse mit dem Ziel einer verbesserten Betriebsführung weiterzuentwickeln und zu verbessern.

Ein Fokus liegt bei diesen Arbeiten auf dem Umgang mit Unsicherheiten. Insbesondere durch Wetterprognosen oder das Nutzerverhalten bedingte Effekte gelten hier als Herausforderung für die Steuerungsalgorithmen des Systems. Um präzisere Kurzfristprognosen für die lokale Energieerzeugung erstellen zu können, wurde vor diesem Hintergrund das Wolkenkamera-Netzwerk Eye2Sky des DLR um eine Messtation direkt auf dem Quartiersgelände erweitert. Mit diesen Messdaten lässt sich der Ertrag der zahlreichen Solaranlagen auf dem Areal präziser berechnen, was zur Minderung eines Unsicherheitsfaktors und somit zur Optimierung der Steuerungsalgorithmen beiträgt.

Weitere Informationen zum Thema:

Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungsfelder mit Bezug zum Projekt ENaQ2:

Abteilung

Energiesystemtechnologie

Die Abteilung Energiesystemtechnologie fokussiert sich auf die Interaktion zwischen systemrelevanten Technologien innerhalb dezentraler vernetzter Strukturen, insbesondere auf der Nieder- und Mittelspannungsebene.

Abteilung

Energiesystemanalyse

Die Abteilung Energiesystemanalyse generiert systemanalytisches Wissen, welches wir sektorenübergreifend bis hin zur globalen Ebene und basierend zum Teil auf eigenentwickelten Methoden und Modellierungstools bereitstellen.

Forschungsgruppe

Energiemanagement

Die Forschungsgruppe Energiemanagement entwickelt Methoden und Strategien, um den Betrieb und die Auslegung zukünftiger Energiesysteme Hand in Hand zu optimieren.

Forschungsgruppe

Energiemeteorologie

Die Forschungsgruppe Energiemeteorologie analysiert, wie sich verschiedene Beobachtungssysteme und numerische Modelle methodisch optimieren lassen. Dazu betreiben wir eigene Messnetze zur boden- und satellitengestützten Erhebung energiemeteorologischer Daten, um optimale Informationen für die Energieversorgung bereitzustellen.

Handlungsfeld

Ausgleich von Energieangebot und -nachfrage

Die Gleichzeitigkeit von Stromerzeugung und -verbrauch ist die Basis für ein stabiles Energiesystem. Weil die dominierenden erneuerbaren Energien im Stromsystem jedoch stark wetterabhängig – und damit nicht zeitunabhängig verfügbar – sind, müssen wir gänzlich neue Konzepte der Systemregelung entwickeln, um Bedarf und Verfügbarkeit in Einklang zu bringen.

Handlungsfeld

Netzmanagement: Strom-, Gas- und Wärmenetze

Damit Energie nicht nur bilanziell, sondern auch real zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung steht, müssen Strom- und Gasnetze im Hinblick auf kommende Herausforderungen analysiert, in ihrer Betriebsführung angepasst, infrastrukturell modernisiert und teilweise erweitert werden.

Kontakt

Energiemanagement

Forschungsgruppe
Institut für Vernetzte Energiesysteme

Energiemeteorologie

Forschungsgruppe
Institut für Vernetzte Energiesysteme