Wärmewende und Prosumerhaushalte

• Allg.:

  • Umwandlugn Strahlungsenergie in elektrischen Gleichstrom

  • Wechselrichter notwendig (DC —> AC)

  • Stromerzeugung abhängig von verschiedenen Faktoren

• wichtig sind Lademanagement und gesteuertes Laden

• bidirektionaler Energiefluss möglich

• 
  

1. Umweltenergie wird über Verdampfer aufgenommen

   • entscheidend ist das Kältemittel

     • Verdampft bei niedriger Temp.

     • Wechsel des Aggregatzustands von flüssig zu gasförmig

   • Isotherme Verdampfung

2. Gasförmiges Arbeitsmedium wird über den Verdichter komprimiert

   • Erwärmung und Kompression des gasförmigen Arbeitsmediums

   • Isentrope Kompression

3. Arbeitsmedium gelangt in Veflüssiger (Kondensator)

   • Abgabe der aufgenommen Wärmeenergie

   • Verflüssigung

   • Isotherme Kondensation

4. unter Hochdruck stehendes Arbeitsmedium gelangt ins Expansionsventil

   • Druckabbau im Arbeitsmedium

   • Isentrope Expansion

Momentanwert, der unter Normbedingungen gemessen wird

bei elektrisch angetriebenen WÄrmepumpen das Verhältnis aller abgegeben Wärmemengen zu der eingesetzten Strommenge einschließlich der Strommenge für den Betrieb der peripheren Verbraucher

• Verdichter arbeitet mit konstanter Drehzahl

• Schaltet solange ein, wie thermischer Bedarf vorliegt

• je nach thermischem Gesamtsytem nicht nachteilig ggü. Inverter-WP

  
  

• Verdichter arbeitet mit variabler Drehzahl

• Drehzahl wird über ein Frequenzumrichter geregelt

• kann thermische Leistungsabgabe bzw. elektrische Leistungsaufnahme dem Bedarf anpassen

• WP übernimmt Versorgung quartiersbezogener Strukturen

• Vorlauftemp. von 70-100°C

• Einspeisung ins Gebäudenetz über Wärmetauscher

• Vorlauftemp.: 10-12° C

beschreibt die automatisierte Erfassung, Steuerung bzw. Regelung und (optimierte) Koordinierung der Energieerzeugung, des Energieverbrauchs und der Energieflüsse in einem abgeschlossenen System

• Zusammenspiel von Hardware und Software

• Recheneinheit mit passenden Kommunikationsprotokollen sowie Ein- und Ausgängen

• Messpunkt für aktuelle Hauslast

• steuerbare Anlagen mit integrierten Messpunkten

• Informations- und Kommunikationstechnische Infastruktur

• Anlagentechnologien und individuelle Systemparameter müssen EMS bekannt sein

• ökonomisch

  • Kostenminimierung

  • Eigenverbrauchsmaximierung

  • Bereitstellung von Flexibiltät

• ökologisch:

  • Eigenverbrauchsmaximierung

  • CO2-Emissionen reduzieren

• Optimierung von Komfort und Wohlbefinden

• Technische Betriebsziele:

  • Load-Balancing

  • Peak-Shifting

  • Bereitstellung von Flexibiltät

• Zielkonflikt und Synergien sind möglich

• zeitschritt-basiertes Modell

• prognose-basiertes Modell

  
  

• nur aktueller Zustand/Zeitschritt ist entscheidend

• keine zukünfitgen Ereignisse

• Input-Daten sind Daten des aktuellen Systemszustandes

• aktueller Zeitschritt und zukünfitge Zeitschritte werden betrachtet

• benötigt Prognose-Datenreihen

• muss Abweichungen von Prognosen berücksichtigen

• Realtität Prognose Modelle nur in Simulationen

• Strompreise können berücksichtigt werden

• Erstellen von Prognosedaten für Nutzerverhalten und EMS relevante Anlagen

• Berechnen/Abschätzen zukünftiger Verläufe:

  • Spannung, Strom, Leistung, Energie

• Prognoseverfahren

  • lineare Regression

  • machine learning

  • Tages-Wochenpersistenz

  • Methode des mittleren Verlaufs

• Prognosegüte

  • Verhältnis zwischen gemessenen Werten und Prognose

• Überschusseinspeisung

  • erzeugter PV-Strom der nicht direkt verbraucht wird, wird in das öff. Netz eingespeist

• Eigenstromoptimierung - fexibler Verbraucher

  • steuern um Nutzung von PV Strom zu steigern

  • Eigenverbrauch von günstigem PV-Strom wird erhöht, teurer Netzbezug minimiert

• Lastverschiebung auf anderen Zeitpunkt

• Ziele:

  • bessere Planbarkeit und Kontrollierbarkeit des Verbrauchs

  • auf volatile Erzeugung reagieren

• Anreiz: Vergütung der Verbraucher-Flexilbilität

• direkt oder indirekt steuern

  • direkt:

    • Vertragliche Vereinbarung mit Netzbetreiber

    • Vorgabe von Sollwert oder Leistungsanpassung

  • indirekt:

    • Anreiz über Strompreis setzen

    • Spitzenzeitpreise, Echtzeitpreise

• Eigen-, Netzorientierte- o. Systemorientierte-Nutzung

• Intelligentes Messystem (iMsys) kommuniziert mit:

  • Wide Area Network (WAN)

  • Local Metrological Network (LMN)

  • Home Area Network (HAN)

• besteht aus einem elektrischen Verbrauchszähler und Gateway

• Erfassung von elektrischen Energie, Sendung von Verbrauchswerten und Empfang von geänderten Informationen

• Schnittstelle zwischen dem Gateway und den berechtigten externen Marktteilnehmern

• ermöglicht dem Gateway-Administrator die Fernsteuerbarkeit des iMsys

• Netzwerk zwischen dem SMGW und der mM

• mM übermitteln die Zählerwerte der Letzvebraucher

• Schnittstelle für den Letztverbraucher

  • Anbindung von intelligenter Haustechnik

  • Abfrage von Verbrauchswerten und Tarifinformationen

• Erfassung der elektrischen Energie, Sendung von Verbrauchswerten und Empfang von geänderten Informationen

• Anbidung von Steurbox und Energiemanagement