Oldenburg/Hannover. Anhand von Lastprofilen lassen sich elektrische und thermische Energieflüsse in Wohngebäuden bereits während der Planungsphase ermitteln. Auf diese Weise ist es möglich, die Heizungsauslegung für neue Gebäude bereits vor der Installation zu berechnen. Auch für bereits bestehende Gebäude eignen sich diese Lastprofile, zum Beispiel zur Auslegung von Kraft-Wärme-Kopplungs- (KWK-) Anlagen. Um auch die künftigen Anforderungen von integrierten Energiesystemen in die Berechnung mit einbeziehen zu können, entwickelt und evaluiert das EWE-Forschungszentrum NEXT ENERGY derzeit detaillierte Messverfahren. Wie sich diese Daten für einen effizienteren Energieeinsatz im Gebäude-Energiemanagement nutzen lassen, erläutern die Oldenburger Wissenschaftler vom 13. bis 17. April 2015 auf der Hannover Messe in Halle 27 an Stand 55 D.
Nachdem sich das Institut bereits einen Namen in der Messtechnik, speziell in der Erstellung von Zeitraffertests, gemacht hat, richtet sich der Fokus in den aktuellen Forschungsvorhaben vor allem auf die Erstellung und die Anwendung von Referenzlastprofilen für den Hausenergiebedarf. Mit den Leistungsdaten und dem Abgleich dieser Profile für KWK-Anlagen sind die Wissenschaftler in der Lage, unter standardisierten Bedingungen Vergleiche zwischen verschiedenen Anlagen zu generieren. Auch lassen sich Aussagen über die erzielbare Laufzeit pro Jahr, über die Nutzungsgrade sowie über die Stromeigennutzungs-Anteile ableiten.
In erster Linie erstellt NEXT ENERGY Lastprofile für Ein- und Mehrfamilienhäuser, perspektivisch auch bis hin zu Quartierslösungen für die dezentrale Energieversorgung. Dabei werden gemäß der VDI-Richtlinie 4655 sowohl verschiedene Tageslastgänge und Klimaregionen als auch die Bedarfsdaten der Gebäude berücksichtigt. Mit eigenentwickelten Methoden und Verfahren werden die erforderlichen spezifischen Tageslastgangprofile generiert und diese in Jahresprofile bzw. Zeitraffer überführt. Eigenentwickelte Methoden ermöglichen die Erstellung projektspezifischer Testprofile. So können zum Beispiel Betriebsweisen wie Nachtabsenkung der Raumtemperatur oder Sondernutzungszeiten wie Urlaube implementiert werden. Auf Basis der umfangreichen Messdaten konnten auch Szenarien entwickelt und validiert werden, welche die Stromerzeugung aus Photovoltaik mit berücksichtigen.
Weil die unter Standardbedingungen ermittelten Normnutzungsgrade jedoch zunehmend durch neue systemische und nutzerabhängige Parameter beeinflusst werden, ist eine Weiterentwicklung der Profile dringend erforderlich: "Die bisher vorgenommenen Berechnungen stützen sich zumeist auf Daten des Deutschen Wetterdienstes aus den Jahren 1961 bis 1990. Eine Anpassung dieser Datensätze ist aufgrund klimatischer Veränderungen bereits in neue sogenannte Testreferenzjahre überführt. Diese berücksichtigen den Zeitraum von 1988 bis 2007, finden jedoch keine breite Anwendung", erläutert Dr. Alexander Dyck, Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY. "Zudem haben sich nicht nur die äußeren Einflüsse durch das Klima verändert, sondern auch die Gebäudetechnik. Deshalb wollen wir einen Beitrag zur Optimierung der Profile leisten, indem wir die thermischen und elektrischen Energieflüsse ermitteln, mit denen wir es im 'Energiehaus 2020' zu tun haben".
Neben der Anwendung für Wohngebäude befassen sich die Wissenschaftler auch mit der Leistungsbestimmung von Brennstoffzellen-Stacks für verschiedene weitere Anwendungen, zum Beispiel für den Automobil-Sektor. "Hier geht es zum einen um die erforderliche Batteriegröße für eine Hybridisierung mit einer Brennstoffzelle, zum anderen um den Energiebedarf auf längeren Strecken", erklärt Dyck. "Dafür sind Leistungs- und Bewegungsprofile erforderlich, die bei uns auf den Betrieb im Teststand übertragen werden. Bei entsprechenden Fragestellungen stehen wir Herstellern als Kooperationspartner zur Verfügung."
Bei NEXT ENERGY ist der Bereich Brennstoffzellen in ein breites Forschungsportfolio eingebunden. So wird auf der Hannover Messe die Materialforschung am Beispiel von Elektrokatalysatoren für alkalische Brennstoffzellen oder die Membran-Herstellung ebenso dargestellt wie Aspekte der Systemintegration. Am Messestand wird den Besuchern veranschaulicht, wie die einzelnen Forschungsdisziplinen im Bereich Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY ineinandergreifen.
Am Vortragsprogramm der Hannover Messe 2015 beteiligt sich NEXT ENERGY mit folgenden Beiträgen:
Dienstag, 14. April 2015, 10.40 Uhr, Technical Forum:
Dr. Corinna Harms (Projektleiterin bei NEXT ENERGY):
“PEMFC Stack Testing Procedures in the EU Project StackTest”
Dienstag, 14. April 2015, 16.00 Uhr, Technical Forum:
Peter Wagner (Themenfeldleiter Charakterisierung im Bereich Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY):
“European Project CISTEM – Construction of Improved HT-PEM MEAs and Stacks for Long Term Stable Modular CHP Units”
Mittwoch, 15. April 2015, 13.00 Uhr, Public Forum:
Dr. Alexander Dyck (Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY):
“Fuel Cell System commercialisation – Research demand to ramp up”
Nachdem sich das Institut bereits einen Namen in der Messtechnik, speziell in der Erstellung von Zeitraffertests, gemacht hat, richtet sich der Fokus in den aktuellen Forschungsvorhaben vor allem auf die Erstellung und die Anwendung von Referenzlastprofilen für den Hausenergiebedarf. Mit den Leistungsdaten und dem Abgleich dieser Profile für KWK-Anlagen sind die Wissenschaftler in der Lage, unter standardisierten Bedingungen Vergleiche zwischen verschiedenen Anlagen zu generieren. Auch lassen sich Aussagen über die erzielbare Laufzeit pro Jahr, über die Nutzungsgrade sowie über die Stromeigennutzungs-Anteile ableiten.
In erster Linie erstellt NEXT ENERGY Lastprofile für Ein- und Mehrfamilienhäuser, perspektivisch auch bis hin zu Quartierslösungen für die dezentrale Energieversorgung. Dabei werden gemäß der VDI-Richtlinie 4655 sowohl verschiedene Tageslastgänge und Klimaregionen als auch die Bedarfsdaten der Gebäude berücksichtigt. Mit eigenentwickelten Methoden und Verfahren werden die erforderlichen spezifischen Tageslastgangprofile generiert und diese in Jahresprofile bzw. Zeitraffer überführt. Eigenentwickelte Methoden ermöglichen die Erstellung projektspezifischer Testprofile. So können zum Beispiel Betriebsweisen wie Nachtabsenkung der Raumtemperatur oder Sondernutzungszeiten wie Urlaube implementiert werden. Auf Basis der umfangreichen Messdaten konnten auch Szenarien entwickelt und validiert werden, welche die Stromerzeugung aus Photovoltaik mit berücksichtigen.
Weil die unter Standardbedingungen ermittelten Normnutzungsgrade jedoch zunehmend durch neue systemische und nutzerabhängige Parameter beeinflusst werden, ist eine Weiterentwicklung der Profile dringend erforderlich: "Die bisher vorgenommenen Berechnungen stützen sich zumeist auf Daten des Deutschen Wetterdienstes aus den Jahren 1961 bis 1990. Eine Anpassung dieser Datensätze ist aufgrund klimatischer Veränderungen bereits in neue sogenannte Testreferenzjahre überführt. Diese berücksichtigen den Zeitraum von 1988 bis 2007, finden jedoch keine breite Anwendung", erläutert Dr. Alexander Dyck, Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY. "Zudem haben sich nicht nur die äußeren Einflüsse durch das Klima verändert, sondern auch die Gebäudetechnik. Deshalb wollen wir einen Beitrag zur Optimierung der Profile leisten, indem wir die thermischen und elektrischen Energieflüsse ermitteln, mit denen wir es im 'Energiehaus 2020' zu tun haben".
Neben der Anwendung für Wohngebäude befassen sich die Wissenschaftler auch mit der Leistungsbestimmung von Brennstoffzellen-Stacks für verschiedene weitere Anwendungen, zum Beispiel für den Automobil-Sektor. "Hier geht es zum einen um die erforderliche Batteriegröße für eine Hybridisierung mit einer Brennstoffzelle, zum anderen um den Energiebedarf auf längeren Strecken", erklärt Dyck. "Dafür sind Leistungs- und Bewegungsprofile erforderlich, die bei uns auf den Betrieb im Teststand übertragen werden. Bei entsprechenden Fragestellungen stehen wir Herstellern als Kooperationspartner zur Verfügung."
Bei NEXT ENERGY ist der Bereich Brennstoffzellen in ein breites Forschungsportfolio eingebunden. So wird auf der Hannover Messe die Materialforschung am Beispiel von Elektrokatalysatoren für alkalische Brennstoffzellen oder die Membran-Herstellung ebenso dargestellt wie Aspekte der Systemintegration. Am Messestand wird den Besuchern veranschaulicht, wie die einzelnen Forschungsdisziplinen im Bereich Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY ineinandergreifen.
Am Vortragsprogramm der Hannover Messe 2015 beteiligt sich NEXT ENERGY mit folgenden Beiträgen:
Dienstag, 14. April 2015, 10.40 Uhr, Technical Forum:
Dr. Corinna Harms (Projektleiterin bei NEXT ENERGY):
“PEMFC Stack Testing Procedures in the EU Project StackTest”
Dienstag, 14. April 2015, 16.00 Uhr, Technical Forum:
Peter Wagner (Themenfeldleiter Charakterisierung im Bereich Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY):
“European Project CISTEM – Construction of Improved HT-PEM MEAs and Stacks for Long Term Stable Modular CHP Units”
Mittwoch, 15. April 2015, 13.00 Uhr, Public Forum:
Dr. Alexander Dyck (Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY):
“Fuel Cell System commercialisation – Research demand to ramp up”
