19. August 2020

Intelligente Steuerung für das Management erneuerbarer Energien 

Das CSEM hat eine intelligente Plattform entwickelt, mit der die Produktion und der Verbrauch erneuerbarer Energien auf der Stufe eines ganzen Quartiers gesteuert und geplant werden können. Wärmepumpen, Sonnenkollektoren, Batterien, Elektrofahrzeugparks: Die Steuerung integriert sämtliche Parameter und entwickelt in Echtzeit eine Strategie zur Kostenminimierung. Zwei dieser Systeme werden in Schweizer Einfamilienhäusern eingesetzt.

Low consumption homes

Sonnenkollektoren, Wärmepumpten, Batterien: Immer mehr moderne Wohnhäuser werden mit Anlagen zur Erzeugung oder Speicherung von Wärme, Strom und Gas ausgerüstet, die mit dem Stromnetz verbunden sind. Auf der Stufe eines ganzen Quartiers bilden diese dezentralen und intermittierend arbeitenden Systeme ein komplexes Netzwerk, das in zunehmendem Masse Verbrauchselemente wie öffentliche Elektrofahrzeugparks integriert.

Wie lässt sich der Betrieb dieser Multi-Energie-Systeme steuern und die Verbrauchskosten optimieren? Soll die Energie dann verbraucht werden, wenn sie erzeugt wird? An das Netz verkauft werden? Oder für einen späteren Einsatz gespeichert werden? Und wie lassen sich die verschiedenen Energiequellen unter den Verbrauchern verteilen, wenn es sich um Selbstverbraucher-Gruppen handelt?

Ein Dirigent, der die Produktion und den Verbrauch überwacht

Das CSEM hat ein intelligentes und vorausschauendes Steuerungssystem entwickelt, das diese Fragen in Echtzeit klärt. Die für Nicht-Experten bestimmte Software basiert auf Wettervorhersagen, Infrastruktur, Verbrauchsgewohnheiten der Anwohner und Energiekosten auf dem Markt. Die Plattform mit Namen NRGMaestro™ funktioniert somit wie ein Dirigent, der die Ressourcen autonom verwaltet und die Kosten reduziert.

Den bestmöglichen Zeitpunkt für Energieverbrauch bestimmen

«Alle Entscheidungen, die das Steuerungssystem trifft, sind mit einem Kostenpunkt verbunden», erläutert Tomasz Gorecki, einer der CSEM Ingenieure, der das System entwickelt hat. «Ist beispielsweise die Photovoltaik-Anlage in Betrieb, kann die Steuerung bestimmen, ob es besser ist, Ihr Elektrofahrzeug zu laden, die Energie zu speichern oder sie an das Netz zu verkaufen. Die Plattform funktioniert für einzelne Haushalte, könnte sich aber vor allem für Selbstverbrauchergruppen eignen, die gemeinsam verschiedene erneuerbare Energiequellen aus mehreren Haushalten nutzen», ergänzt er. In Zusammenarbeit mit der Firma Soleco (siehe Kästchen) wurde das Steuerungssystem bereits erfolgreich in zwei Einfamilienhäusern installiert. Zur Zeit laufen Gespräche über die Ausstattung eines im Bau befindlichen Quartiers in Zürich. Darüber hinaus wird NRGMaestro™ demnächst am IFAC World Congress in Berlin vorgestellt.

Und so funktioniert’s

Die Plattform ist einfach zu bedienen und lässt sich problemlos an jedes Quartier anpassen. Zu Beginn werden Parameter wie die Flächen der Photovoltaik Anlage und der Gebäude, die Speicherkapazitäten der Batterien, aber auch die Vorlieben der Nutzer und die zu beachtenden Prioritäten in einem Planungstool erfasst.

Die über Sensoren gewonnenen Daten zur Energieproduktion der Anlagen werden auf die Cloud gesendet, wo die NRGMaestro™ Software automatisch die verschiedenen möglichen Verbrauchsentscheidungen vergleicht und die wirtschaftlich vorteilhafteste ermittelt. Die Steuerungsplattform sendet ihre Anweisungen an den Rechner zurück, der sie vor Ort umsetzt.

Weiter ist NRGMaestro™ in der Lage, Komponenten wie Heizkessel, Wärmepumpen und Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu integrieren, aber auch Sonnenkollektoren, Windturbinen, Strom-Gas-Umwandlungssysteme, Wärmespeicheranlagen und viele mehr.

Weiterführende Informationen und Online-Simulator: https://www.csem.ch/page.aspx?pid=126438

Kongress in Berlin : IFAC World Congress 2020

 

Weitere Informationen

 

  1. Inwiefern unterscheidet sich NRGMaestro™ von anderen bestehenden Energie-Steuerungssystemen?

    Marktübliche Systeme sind für Einfamilienhäuser konzipiert und verfolgen oft eine sehr einfache Strategie: Steigerung des Eigenverbrauchs in Kombination mit Photovoltaik . NRGMaestro™ hingegen kann auf der Ebene eines ganzen Quartiers wirken, wo komplexere Abwägungen erforderlich sind. Das Programm integriert neue Elemente wie Elektrofahrzeuge, Heizung, Kühlung mehrerer Gebäude usw. Eine weitere Neuerung ist die Berücksichtigung der Wettervorhersage, mit der die Energieproduction und der bedarf der kommenden Tage antizipiert und die Entscheide verbessert werden können. Schliesslich ist die Software darauf ausgelegt, die Verbrauchskosten zu senken.

  2. Besteht die Gefahr, mehr Energie zu verbrauchen, wenn man das Augenmerk auf die Kosten richtet?

    Eigentlich nicht. Wird zum Beispiel ein Energieüberschuss erzeugt, wird das System ihn an das Netz verkaufen, falls es nicht möglich oder nicht vorteilhaft ist, ihn für später zu speichern. Die Speicherung in Batterien verursacht beispielsweise Verluste, die bei den getroffenen Entscheidungen mitberücksichtigt werden. Es geht in erster Linie einfach darum, festzulegen, wann und wie die Energie konsumiert wird.

  3. Wie hoch ist das Einsparungspotenzial?

    Die Ergebnisse sind je nach Haushalt und Benutzer unterschiedlich. Eine Vorstudie, die für das erste mit NRGMaestro™ ausgestattete Haus durchgeführt wurde, ergab allein bei der Heizkostenabrechnung eine Ersparnis von rund 20%.
Communiqué de presse
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