Städte bieten ein enormes Potenzial, Energie und Emissionen einzusparen, sei es in Gebäuden selbst oder durch Synergieeffekte zwischen Gebäuden, Industrie und Verkehr. In der Aspern Seestadt Wien wird erforscht und erprobt, wie das funktioniert.
Bild: Solarpromotion Aspern ist eines der größten Stadtentwicklungsgebiete Europas. 25.000 Menschen sollen hier einmal leben und 20.000 Arbeits- und Ausbildungsplätze geschaffen werden.
Seit 2013 arbeitet ein interdisziplinäres Team in Aspern an skalierbaren, wirtschaftlichen Lösungen für ein klimafreundliches Energiesystem in urbanen Räumen. Dabei geht es in vier großen Forschungsbereichen, Smart Building, Smart Grid, Smart ICT (Informations- und Kommunikationstechnologien) und Smart User darum, Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Verbrauch optimal aufeinander abzustimmen. Fünf Gebäude unterschiedlicher Nutzungsarten, die mit Photovoltaik, Solarthermie, Hybridanlagen, Wärmepumpen sowie thermischen und elektrischen Speichern ausgestattet sind, dienen als konkrete Forschungsobjekte. Rund 1,5 Millionen Messwerte wurden bisher pro Tag über Smart Meter und eine Vielzahl von Sensoren erfasst.
Die ganze neue Energiewelt an einem Ort
Das Beispiel der Aspern Smart City zeigt, wie im Energiesystem der Zukunft alle Komponenten miteinander vernetzt sind und interagieren. The smarter E Europe 2022 vom 11.–13. Mai in München mit ihren vier Energiefachmessen ist die Adresse für alle, die nach sektorübergreifenden Lösungen suchen.
Als Teil von The smarter E Europe, Europas größter energiewirtschaftlicher Plattform, deckt die EM-Power Europe zusammen mit den drei parallel stattfindenden Fachmessen Intersolar Europe, ees Europe und Power2Drive Europe die neue Energiewelt nahezu vollständig ab.
Die EM-Power steht dabei für das effiziente Zusammenspiel von Solarenergie und anderen erneuerbaren Energien, Speichertechnik und Elektromobilität. Zu ihren Schwerpunkten gehören unter anderem dezentrale, erneuerbare Energieversorgung, Energiemanagement sowie intelligente Gebäude und Quartiere. Neben den Ausstellern mit ihren innovativen Lösungen erwartet die Besucher auf der Messe ein spannendes und praxisorientiertes Vortragsprogramm. Experten von Unternehmen und Verbänden referieren hier über Digitalisierung, Smart Metering, die Einbindung von Prosumern in den Strommarkt und intelligente Quartierskonzepte.
Bereits am 10. und 11. Mai geht es auf der EM-Power Conference in München um Herausforderungen, Lösungen und Visionen bei der Integration von erneuerbaren Energien. Wie lassen sich Photovoltaikanlagen, Speicher und E-Mobilität in unsere Energiesysteme integrieren? Und wie können wir die Flexibilität von Prosumern und Endkunden für eine stabile Stromversorgung nutzen? Diese und viele weitere Fragen werden auf der Konferenz diskutiert.
Vom Stromverbraucher zum Kleinkraftwerk
In Aspern läuft derzeit noch bis 2023 die zweite Projektphase. Anlässlich deren Halbzeit zogen die Beteiligten Ende 2021 eine Zwischenbilanz. Im Zentrum der aktuellen Forschungstätigkeit stehen unter anderem die weitere intelligente Vernetzung von Gebäuden, Netzen und Märkten sowie neue Ansätze der Gebäudeheizung und -kühlung. Außerdem arbeiten die Forscher an einer intelligenten Ladeinfrastruktur und deren Kommunikation mit dem Verteilnetzbetreiber.
Um Prognosen für Erzeugung und Verbrauch zu ermöglichen und den Eigenverbrauch in den Gebäuden zu optimieren, haben die Forscher ein Building Energy Management System (BEMS) entwickelt, das Gebäudemessdaten mit externen Quellen wie z.B. dem Wetterbericht kombiniert und über Kommunikationsschnittstellen auch an den Energiemarkt angeschlossen ist. Forschungsschwerpunkte sind momentan die Nutzung von Gebäuden als Energiespeicher sowie die Vermarktung von selbst erzeugtem Strom über Energy Communities. Dabei geht es auch immer um die Versorgungssicherheit. Aggregiert zu virtuellen Kraftwerken sollen Gebäude in Zukunft kurzfristig netzdienliche Flexibilitäten bereitstellen können.
Intelligentes Laden für Netz und Nutzer
Große Herausforderungen gerade in Städten bringt der Ausbau der E-Mobilität mit sich. Im Rahmen des ASCR-Projekts beschäftigen sich die Forscher auch mit den Auswirkungen der Energiewende auf die Infrastruktur im Verteilnetz. Ein Ergebnis ist, dass 100% E-Mobilität im Individualverkehr ein intelligentes Lastmanagement erfordern, um Trafostationen zu entlasten, ansonsten müssten diese massiv ausgebaut werden. Im Forschungsschwerpunkt „Netzorientiertes Laden“ wird erprobt, wie produzierende Gebäude in Kombination mit steuerbaren Elektromobilitätslasten den zunehmenden Strombedarf abfedern und bedarfsgerecht abdecken können. Die dazu eingerichtete intelligente Ladeinfrastruktur steht unter anderem mit dem BEMS des Gebäudes sowie einem Micro Grid Controller im Austausch. Auf diese Weise kann eine Vielzahl unterschiedlicher Daten genutzt werden, um die optimale Ladestrategie zu berechnen.
Wichtig für alle Lösungsansätze ist der Ausbau intelligenter Netze, die die Kommunikation zwischen Erzeugern, Verbrauchern und Speichern in beide Richtungen ermöglicht. Dazu gehört auch, dass die Verteilnetzbetreiber jederzeit wissen, wie es um die Auslastung der Netze steht. Ein Werkzeug dafür ist der von Siemens und Microsoft in Zusammenarbeit mit Wiener Netze und ASCR entwickelte „City Graph“. Das Datenmodell ermöglicht dem Netzbetreiber schon im Vorfeld zu wissen, wo und wann die nächsten Lastspitzen durch Elektromobilität zu erwarten sind und entsprechend darauf zu reagieren.
www.em-power.eu