Die Energiewende in Europa voranbringen
Mit WeForming setzt das FZI Forschungszentrum Informatik seine erfolgreiche Forschungsarbeit aus dem smarten, energieoptimierten und klimaschonenden Wohn- und Gewerbequartier Smart East im europäischen Rahmen fort. Das Reallabor Smart East dient als wegweisendes Vorbild für innovative, smarte und vernetzte Lösungen im städtischen Raum für eine nachhaltige und klimafreundliche Energiewende in Europa.
Mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), den Stadtwerke Karlsruhe und der Badische Energie-Servicegesellschaft forscht das FZI im Projekt WeForming an zukunftsfähigen Lösungen, durch die Quartiere als aktive Teile des Energiesystems zu dessen Stabilität beitragen.
Schwerpunkt des Projekts ist es, das Energiemanagement so weiterzuentwickeln, dass es auf die Situation im Netz reagieren kann und die Netzbelastung reduziert. Um diese Steuerung zu ermöglichen nutzt Smart East die Potentiale der
🌞 zahlreichen PV-Anlagen,
🔋 Batteriespeicher,
🚘 E-Fahrzeugen mit Rückspeisung dank bidirektionaler Ladesäulen und
🚗🚗 Green Carsharing als auch
🏠 Wärmepumpen im Reallabor.
Das Institut für Angewandte Informatik (IAI) am (KIT) liefert im Projekt WeForming die modernen KI-gestützten Prognosen für den optimierten Betrieb der Quartiersanlagen. Es ist entscheidend, bereits am Vortag verlässlich zu wissen, wie viel Strom die Gebäude verbrauchen und welche Leistung die lokalen Photovoltaikanlagen bereitstellen werden. Das IAI hat dazu spezialisierte Modelle für die PV-Erzeugung und die Verbrauchsprognosen entwickelt, die über einen flexiblen Webdienst kontinuierlich Vorhersagen für die realen Systeme liefern.
Das FZI nutzt diese Prognosen für die Optimierung. Elektrofahrzeuge werden nicht nur flexibel geladen, sondern können auch zur Deckung des Gebäudebedarfs entladen werden, wenn der Strompreis besonders hoch ist. Zudem können stationäre Batteriespeicher so betrieben werden, dass sie durch die Bereitstellung von Primärregelleistung zur Stabilität der Netzfrequenz beitragen und so das elektrische Energiesystem unterstützen.
Dank der genauen Vorhersagen und der intelligenten Nutzung der Speicher- und Ladeinfrastruktur lässt sich die Wirtschaftlichkeit beim Einsatz erneuerbarer Energien steigern, der Netzbetrieb verbessern und die Energiewende im Quartier noch nützlicher umsetzen.
Im Video zu WeForming wird das Grundprinzip dieser Funktionsweise erläutert.
Mit im Video dabei sind
🍃 FZI-Mitarbeiterin Ariane Heling zum Thema Primärregelleistungs-Demonstrator, der zeigt, wie moderne Batteriespeicher die Netzstabilität erhalten können.
🍃 FZI-Mitarbeiter Mischa Ahrens zum Thema Bidirektionale Ladesäule, die den Ladevorgang des E-Autos z.B. so optimiert, dass Strom aus der E-Auto-Batterie ins Gebäude zurückspeist wird, wenn der Strompreis hoch ist.
🍃 KIT-Mitarbeiter Johannes Galenzowski zum Thema Energieverbrauchsprognosen über einen skalierbaren und flexiblen Webdienst.
Bidirektionales Laden im Test am FZI
Durch die Erschließung des bidirektionalen Ladens sollen E-Fahrzeuge in Zukunft auch zur Netzstabilität beitragen. Am FZI finden die Test mit der Kommunikatoionsschnittstelle statt, um den Ladevorgang in die Optimierung zu integrieren.
Optimierung des Ladevorgangs in Bezug auf dynamische Tarife
Der Ladevorgang wird so gesteuert, dass nur bei niedrigen Strompreisen oder Photovoltaik-Überschuss geladen wird