Completed Projects

Vernetzung eines hybriden Smart Grids mit einer Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung zur Verbesserung der Netzdienlichkeit (2017 - 2018)

Vernetzung eines hybriden Smart Grids mit einer Anlage zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung zur Verbesserung der Netzdienlichkeit (2017 - 2018)

Die Versorgung mit Energie aus regenerativen Energiequellen spielt heute sowohl im Wohnungsbau als auch im Nichtwohnungsbau sowie in der Produktion eine entscheidende Rolle. Nach den Jahrzehnten der durch das EEG geförderten netzparallelen PV-Anlagen ist der Betrieb von PV-Anlagen zur ausschließlichen Netzeinspeisung heute problematisch. Neben wirtschaftlichen Aspekten (geringe Einspeisevergütung) kommt es an sonnenreichen Tagen im Bereich der öffentlichen Netze zu Engpässen bedingt durch eine hohe solare Stromeinspeisung. Hier sind neue Konzepte zur Eigenstromversorgung von Gebäuden und Produktionsanlagen unter Einbeziehung unterschiedlicher Energiequellen und Stromspeicher erforderlich.

Insbesondere Produktionsanlagen aber auch größere Wohn- und Nichtwohngebäude weisen neben dem Bedarf an elektrischem Strom teilweise hohe thermische Bedarfe für die Heizung und Kühlung auf. In der Vergangenheit wurden diese Bedarfe meist getrennt mit Hilfe von Heizkesseln und Kompressionskältemaschinen gedeckt. Durch die Kraft-Wärme-Kopplung (kurz KWK) und deren Erweiterung zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (kurz KWKK) besteht die Möglichkeit, die Abwärme der dezentralen Stromerzeugung zur Deckung zum Heizen oder in Verbindung mit thermisch angetriebenen Kältemaschinen zum Kühlen zu nutzen. Wesentliche Komponenten einer KWKK-Anlage sind das Blockheizkraftwerk, die thermische Kältemaschine sowie der Wärme- und/oder Kältespeicher. Mit einer netzdienlichen Betriebsführung können diese Anlagen das Stromnetz zudem entlasten.

Am INES wurden in den letzten Jahren Laboranlagen sowohl zur Eigenstromversorgung als auch zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung errichtet und werden erfolgreich betrieben. Mit diesen Laboranlagen ist es möglich, den typischen Betrieb von Wohn- und Nichtwohngebäuden oder Produktionsanlagen praxisnah zu simulieren und auf Ihre Eignung sowohl für die Eigenstromversorgung auf Basis erneuerbarer Energiequellen als auch für den KWKK-Betrieb zu untersuchen und – in Kombination von beiden – deren Netzdienlichkeit zu optimieren.

Kooperationsprojekt mit E-Werk Mittelbaden

Betriebsoptimierung von Adsorptionskältemaschinen (2017 - 2018)

Betriebsoptimierung von Adsorptionskältemaschinen (2017 - 2018)

Messtechnische Evaluierung eines Konzepts zur Prozessoptimierung von Adsorptionskältemaschinen. Mit modellbasierter Datenauswertung.

Forschungsallianz Oberrhein

Angepasste Regelung und Fernüberwachung von dezentralen, solarbetriebenen Trinkwasseraufbereitungsanlagen ReSoWas (2014 - 2018)

Angepasste Regelung und Fernüberwachung von dezentralen, solarbetriebenen Trinkwasseraufbereitungsanlagen ReSoWas (2014 - 2018)

Für viele dezentral gelegene Gebiete ist neben der Knappheit an sauberem Trinkwasser eine fehlende Infrastruktur und damit ein Mangel an Energieträgern kennzeichnend. Hier bietet sich die Nutzung von Solarenergie zum Betreiben von Wasseraufbereitungsanlagen und Entsalzungssystemen an. Benötigt wird ein energieautarkes, robustes und möglichst wartungsfreies Verfahren von der Rohwasserentnahme über die Reinigung bis hin zur Desinfektion und Verteilung Diese Systeme werden heute weltweit und oft in abgelegenen Gebieten eingesetzt. Dazu ist eine robuste Regelung und Fernüberwachung zwingend erforderlich. In diesem Projekt wird eine standardisierte, auf dezentrale, solare Anlagen angepasste Regelungstechnik mit Datenfernübertragung entwickelt.

BMBF 03FH009PX4

Kleinskalige Kraft-Wärme-Kälte Kopplung mikroKWKK (2015 - 2018)

Kleinskalige Kraft-Wärme-Kälte Kopplung mikroKWKK (2015 - 2018)

Die Bereitstellung von Kälte aus Abwärme ist eine Möglichkeit, Kälte sehr energieeffizient bereitzustellen. Ein großes Potenzial für Adsorptionskältemaschinen liegt in der Leistungsklasse unter 10 kW Kälteleistung. Hier kommen industrielle Abwärme oder Mikro-Blockheizkraftwerke als Antrieb in Frage. In einem Laboraufbau im INES-Technikum und einer modellbasierten, theoretischen Untersuchung wird diese Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung mit einem warmen und einem kalten Speicher und in Verbindung mit einer konventionellen, reversiblen Kältemaschine/Wärmepumpe unter den Aspekten Energieeffizienz und netzreaktiver Betrieb bewertet.

 

interne Finanzierung, Kooperationsprojekt, DENE-Doktorandenkolleg

Fassadenintegrierte Lüftungstechnik (2013 - 2014)

Messtechnische Evaluation von fassadenintegrierten Brüstungsgeräten (inkl. Klimatisierung) und dezentralen Lüftungsgeräten im Vergleich zur Fensterlüftung und zentralen Lüftungsgeräten unter besonderer Berücksichtigung der Raumluftströmung und der Energieeffizienz.

Industrieprojekt (mehrere Projektpartner), Kooperationsprojekt mit Fraunhofer ISE

Monitoring der Passivhaus-Sporthalle Weixdorf (2011 - 2014)

Messtechnische und modellbasierte Analyse des Gebäudebetriebs mit den Komponenten Erdsonde, Erd/Luft-Register, Lüftungsanlage mit regenerativer Wärmerückgewinnung, Absorptions-Wärmepumpe und verschiedene Flächentemperiersysteme (mit Temperaturkaskadierung).

http://www.enob.info/de/neubau/projekt/details/forschungsobjekt-sporthalle-in-passivbauweise/

BMWi 0327431S

Stadtklima / Bauphysik der Fassade im Klimawandel (2012 – 2013)

Stadtklima / Bauphysik der Fassade im Klimawandel (2012 – 2013)

In den beiden Teilprojekten „bauphysikalische und energiewirtschaftliche Grundlagen“ und „Gebäudemodell zur Integration in die Vorhersagemodelle des DWD“ wird der Handlungsbedarf im Bereich „Stadtklima / Mikroklima / Raumklima“ aus energiewirtschaftlicher Perspektive identifiziert. Auf Basis eines Simulationsmodells ist es gelungen, die Wechselwirkung zwischen Gebäude und Stadtklima zumindest näherungsweise zu quantifizieren.

Mit diesem Projekt ist auch die Projektbegleitung (Advisory Board) für den DFG-Sonderforschungsbereich 1736 "Urban Climate and Heat Stress (UCaHS)", die WHO-Arbeitsgruppe „Health and Climate Change“  und die „Weiterentwicklung der Testreferenzjahres-Datensätze“ verbunden.

Kooperationsprojekt mit Deutscher Wetterdienst

LowEx:MONITOR (2011 - 2012)

LowEx:MONITOR (2011 - 2012)

Entwicklung eines exergetischen Monitorings für Gebäude mit Erdwärmenutzung. Das Projekt fokussiert hierbei auf die messtechnische Analyse von Gebäuden mit Erdwärmenutzung und liefert damit einen Beitrag zur Systemintegration von so genannten LowEx-Komponenten im Bereich der Gebäude und der erdgekoppelten Systeme.

http://lowexmonitor.ise.fraunhofer.de/

Kooperationsprojekt mit Fraunhofer ISE, insb. Energiedatenbank DataSTORAGE

Prädiktive Algorithmen für die komplexe Gebäudeautomation PAkoGA (2012 – 2015)

Weiterentwicklung prädiktiver Verfahren mit dem Ziel der Fähigkeit zur Adaption an unterschiedliche Raumcharakteristiken. Lernfähige Algorithmen können sich durch den Einsatz moderner Verfahren (z.B. neuronale Netze, künstliche Intelligenz, modellbasierte Regelung) selbständig an unterschiedlich genutzte Zonen im Gebäude anpassen. Auf durch Nutzungsänderungen bedingte Änderungen der Raumcharakteristik kann mit solchen Methoden ebenfalls automatisch reagiert werden.

BMBF 03FH022I2

Kleinskalige Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung als netzreaktives System zur energieeffizienten Bereitstellung von Wärme, Kälte und Strom (2015)

Das Projekt "Kleinskalige Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung als netzreaktives System zur energie­effizienten Bereitstellung von Wärme, Kälte und Strom" stellt die Grundlagen für den energiewirt­schaft­lich optimierten Betrieb kleiner KWKK-Systeme auf Basis von Adsorptionskältemaschinen zur Verfügung.

Kooperationsprojekt mit E-Werk Mittelbaden