energy4CHP

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Verbundvorhabens soll ein steuerungs- und regelungstechnisch integriertes Gesamtsystem zur CO₂-neutralen Energieversorgung der Versuchshallen des Forschungsunternehmens WTZ Roßlau gGmbH mit Elektrizität und Wärme entwickelt, umgesetzt und erprobt werden. Der Fokus liegt hierbei auf der technischen Integration einer Elektrolyseanlage und eines Bifuel-ArgonPowerCycle (APC) BHKW, das konventionell mit Erdgas und Umgebungsluft oder mit Wasserstoff und reinem Sauerstoff im Kreislaufsystem betrieben werden kann, mit einer Photovoltaikanlage sowie einer Wasserstoffspeicherinfrastruktur und einem Bodenwärmespeicher mit Wärmepumpe. Darüber hinaus umfasst das Vorhaben die Entwicklung eines geeigneten Sauerstoffspeichersystems sowie die regelungstechnische Integration der Gesamtanlage mit dem Wasserstoffspeicher und der bereits bestehenden Photovoltaikanlage. Des Weiteren soll über eine geothermische Bohrung in den Boden die Einspeicherung von Prozesswärme ermöglicht werden. Mit dieser dezentralen Lösung zur Energieversorgung soll eine umsetzungsfähige Alternative zur Versorgung mit Strom und Wärme auf Basis eines Erdgas-BHKW aufgezeigt werden, um die Versorgungssysteme für Erdgas zukünftig zu entlasten.

Das Teilvorhaben der Bauhaus-Universität Weimar übernimmt hierbei Aufgaben in der grundlegenden Datenermittlung, Aufstellung von Betriebsszenarien, Planung, Modellierung und Simulation des Gesamtsystems sowie der Entwicklung eines gemeinsamen Lasten- und Pflichtenhefts für den Probebetrieb der Anlagenkomponenten im Verbund. Zentrales Entwicklungsziel ist hierbei die Konzeption, technische Umsetzung und Erprobung einer „thermodynamischen Weiche“ für verschiedene Wärmequellen zur Wärmebereitstellung in Gebäuden. Darüber hinaus sollen eine grundlegende EMSR‐technische Konzeption inklusive KI-basierten Prognosen für den Anlagenbetrieb aufgestellt, ein thermisches Bodenmodell für Fundamentwärmespeicher entwickelt und die wissenschaftlichen Grundlagen für eine Auslegungs- und Berechnungssoftware für Multi-Energy-Storage-Systemlösungen zur intelligenten Integration von erneuerbarer Elektrizitäts- und Wärmeversorgung geschaffen werden. Das Teilvorhaben beinhaltet weiterhin die Umsetzung der Prozessdatenspeicherung und -aufbereitung sowie die Auswertung der Messdaten aus dem gemeinsamen Probebetrieb sämtlicher Anlagenteile der Verbundpartner mit einer Validierung der erreichten Zielparameter. Dies dient dazu, um das EMSR-System und die KI-Prognosen zu optimieren sowie um das System und seine Komponenten in ihrer Übertragbarkeit auf verschiedene Unternehmen des produzierenden Gewerbes zu bewerten.  Abbildung 1 fasst das Konzept des Projektes energy4CHP zusammen.