Forschungsprojekt REWARDHeat

Im europäischen H2020 Forschungsprojekt Renewable and Waste Heat Recovery for Competitive District Heating and Cooling Networks (REWARDHeat) werden seit vier Jahren innovative Lösungen zu nachhaltigen Wärmenetzen mit erneuerbaren Wärmequellen und der Einbindung von Abwärme vorangetrieben und in mehreren Demonstrationsprojekten in Europa umgesetzt und im Betrieb analysiert.

Im Forschungsteam ist die enisyst GmbH für die steuerungstechnische Optimierung und vorausschauende Steuerung des Demonstrationsprojektes in Topusko in Kroatien zuständig. Hierbei handelt es sich um ein mit Geothermalwasser betriebenes Wärmenetz, das im Projekt umgebaut, saniert und optimiert wurde. Mit dem Geothermalwasser werden Pools in den benachbarten Hotels, Kur- und Freizeiteinrichtungen beheizt und befüllt. Über Wärmetauscher wird außerdem Wärme an ein Wärmenetz geliefert, das für die Beheizung und Trinkwarmwasserbereitung der Gebäude im Quartier zuständig ist.

Im Rahmen des Projektes wurde das Wärmenetz erneuert und die zentrale Verteilstation für das Geothermie-Wasser- und das Wärmenetz grundlegend saniert. Die Beheizung des Wärmenetzes erfolgt nun vorrangig mit dem Geothermie-Wasser, das zur Poolbeheizung und zur Poolbefüllung genutzt wird. Während der Poolbeheizung wird das Wasser von ca. 65°C auf ca. 43°C abgekühlt.

Für die Poolbefüllung ist noch eine weitere Auskühlung des Geothermie-Wassers über einen Kühlturm auf ca. 32°C notwendig. Bevor das Geothermie-Wasser zu den Pools geleitet wird, wird es in der zentralen Station in zwei großen Speichertanks, einem mit höherer Temperatur zur Poolbeheizung, und einem mit niedrigerer Temperatur zur Poolbefüllung zwischengespeichert.  Diese beiden Speichertanks ermöglichen eine kontinuierlichere Wärmerückgewinnung und einen optimierten Betrieb des Kühlturms. Im Winter wird zur Beheizung des Wärmenetzes deutlich mehr geothermales Wasser gebraucht, als für die Pools benötigt wird. Das überschüssige abgekühlte Geothermie-Wasser wird dann in die Kanalisation abgeleitet. Durch die optimierte Steuerung konnte allerding eine deutlich effizientere Auskühlung des Geothermie-Wassers erreicht werden, was den Verbrauch deutlich senkt.

Durch den Umbau und die optimierte Steuerung konnten erhebliche Einsparungen erreicht werden. So werden pro Jahr ca. 28 % weniger Geothermie-Wasser und ca. 33 % weniger Strom für den Betrieb der Pumpen und des Kühlturms benötigt. Dadurch sinkt der CO₂-Ausstoß um ebenfalls 33 %. Aktuell wird durch enisyst die Steuerung der Wärmeübergabestationen in den an das Wärmenetz angeschlossenen Gebäuden optimiert, was zu einer Senkung der Netzrücklauftemperaturen und damit zu weiteren Einsparungen beitragen wird.

Die BesucherInnen können vom 13. bis 16.04.2023 in Halle 4 auf dem Stand B13 die intelligenten Ladelösungen für den Wohnbau des Unternehmens kennenlernen. Vom Konzept bis zum Aufbau und dem Betrieb einer Ladeinfrastruktur sowie der Abrechnung der Stromkosten bietet die enisyst GmbH alle Services aus einer Hand. Besonderes Augenmerk legt das Unternehmen auf die Errichtung von Ladepunkten dort, wo sie am dringendsten benötigt werden: im Wohnungsbau und auf Firmenparkplätzen. Dabei setzt enisyst auf innovative Lösungen für einen kostengünstigen Einstieg in die Elektromobilität, immer mit der Option zur flexiblen Erweiterung. Ein zukunftsweisendes und auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittenes Gesamtkonzept inklusive Last- und Lademanagement stellt dabei die Basis dar. Die entscheidende Besonderheit des Systems von enisyst stellt die Möglichkeit zur flexiblen und intelligenten Einbindung von lokalen Stromerzeugungsanlagen (PV oder BHKW) und von weiteren Stromverbrauchern wie Wärmepumpen oder auch zentralen Stromspeichern in ein vorausschauendes Gesamtsystem dar.

Zur übersichtlichen Darstellung aller Ladepunkte liefert enisyst für jeden Ladepark eine Benutzeroberfläche. Diese dient nicht nur zur Fernwartung bei etwaigen Störungen, sondern ermöglicht auch das Starten, Unterbrechen und Stoppen von Ladevorgängen sowie das Monitoring des Stromverbrauchs.

Mobilität der Zukunft erleben

Die i-Mobility gilt als Süddeutschlands größtes TESTiVENT. Als Teil der Stuttgarter Frühjahrsmessen präsentieren namhafte Automobilkonzerne ihre zukunftsweisenden Lösungsansätze zum Thema Mobilität der Zukunft. Zudem können die BesucherInnen vom 13. bis 16.04.2023 auf der i-Mobility eine große Auswahl an Fahrzeugen mit alternativen Antriebssystemen (Elektro, Hybrid und Brennstoffzelle) sowie E-Bikes, Pedelecs, E-Roller, E-Motorädern und E-Scootern probefahren.

Sie finden die enisyst GmbH auf der i-Mobility in Halle 4 Stand-Nr. B13.

Eine Frage der KI-gesteuerten Software

Mit Software-Entwicklern und Projektingenieuren treibt der Hidden Champion das umweltschonende Leben von morgen voran. Immer im Blick: CO2-neutrale Gemeinden. Wüstenrot im Landkreis Heilbronn ist ein Prototyp, an dem enisyst zeigt, wie ein autarkes Gemeindeleben zukünftig funktionieren könnte.

In Wüstenrot geht es darum zu zeigen, wie ein bestehendes Quartier mit Photovoltaik-Anlagen, kleinen Windanlagen, Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken (BHKW) und zukünftig auch mit einem Wasserstoffgenerator und Brennstoffzellen selbstversorgend und nachhaltig funktioniert – ohne Entbehrungen. Gedacht ist auch an ein Wärmenetz, das alle vorhandenen Installationen miteinander verbindet; auf alle Fälle aber hat dieses Quartier ein eigenes Stromnetz.

„Aufgabe ist es jetzt, dieses Konglomerat mit seinen eher beliebig verteilten Systemen so zu betreiben, dass das gesamte Quartier möglichst mit einem hohen Anteil an erneuerbarer Energie versorgt wird“, erklärt Dirk Pietruschka, Geschäftsführer der enisyst GmbH. Dazu muss es gelingen, die einzelnen Komponenten im Rahmen ihrer möglichen Flexibilität so zu koordinieren, dass dieses Ziel erreicht werden kann. „Wenn das wie im Fall von Wüstenrot viele Komponenten sind, dann haben wir ein hochkomplexes System zu regeln.“

Gewirr diverser Interessen smart und flexibel vernetzt

Intelligente Sektorenkopplung von Wärme, Kälte, Strom und Mobilität, inklusive V2G (Vehicle to Grid), dieses Gewirr an Interessen zum bestmöglichen Zusammenspiel zu bringen und im Fluss zu halten, daran tüftelt enisyst unermüdlich.

Die übergeordnete Quartiersleittechnik basiert auf Cloud-Intelligenz. Damit eine vorausschauende Steuerung möglich ist, wird ein Smart Grid benötigt, ein schlaues Netz, das im Voraus weiß, wann zum Beispiel das Auto welchen Energiebedarf hat, und wann es dagegen als Pufferspeicher genutzt werden kann.

Für Otto Normalverbraucher, der sein elektrisches Vehikel ohne Reichweitenangst bewegen und stressfrei wieder laden will und am Monatsende letztendlich geringere Energiekosten für Haus und Hof berappen möchte als sein nicht so umweltfreundlicher Nachbar, klingt das nach echter Rocket Science – für Pietruschka mit seinem Team ist es Alltag. Wichtige Zutaten sind Nutzerinterfaces über passgenaue App-Entwicklungen. Von der Smart-Home-Energie-App bis zu Quartiers-App als zentrales Informationssystem.

Eine Quartiers-App also, und alles wird gut, CO₂-neutral und günstiger für die Nutzer? Ganz so einfach ist die Sache dann doch nicht. Aber die Nutzerinterfaces zur partizipativen Einbindung der Bewohner spielen eine entscheidende Rolle, profitieren von kontinuierlichen Verbesserungsprozessen und sind eine Spezialität von enisyst.

Ladesäulen bedarfsgerecht konfiguriert

Klingt kompliziert und ist es auch. Leidenschaftlich spricht Dirk Pietruschka von Fahrplänen. Damit meint er nicht etwa Bus- oder Zugpläne. Bei enisyst geht es um das Bewegen von Energiemengen, quasi im Pendelverkehr zwischen Energieerzeugungs- und Energieverbrauchsanlagen und darum, diese intelligent so zu steuern, dass kein Stau und keine Verspätungen entstehen. Um optimale Fahrpläne zu generieren, nutzt enisyst Wetterprognosen sowie Last- und Erzeugungsvorhersagen. Der sperrige Begriff Energieerzeugungsanlagen meint Wärmepumpen, normale Gaskessel, Kältemaschinen oder Blockheizkraftwerke. Heizungen dagegen sind Energieverbrauchsanlagen. „Auch die wollen wir verbessern. So fingen wir vor fünf Jahren an.“ Inzwischen beherrschen sie sehr komplexe Systeme. Sprich: Das Blockheizkraftwerk erhält einen Fahrplan, die Wärmepumpen erhalten verschiedene Fahrpläne, genauso wie die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Diese diversen Fahr- oder Zeitpläne bestimmen die Partitur der Gesamtkoordination.

Ladesäulen? „Für uns kein Problem“, verspricht Pietruschka. Die könne enisyst für jedes Einzelhaus, aber auch für mehrstöckige Mietshäuser konzipieren. ‚Eni.hub‘ heißt das intelligente modulare Verteilersystem für Tiefgaragen und Parkhäuser. Die Installation sei einfach und schnell, das Last- und Lademanagement intelligent. Kein Wunder, dass V2G schon länger zum Repertoire von enisyst gehört und auch Teil der Prototyp-Gemeinde Wüstenrot ist. So kooperiert enisyst mit dem Automobilhersteller Mitsubishi Motors Deutschland in Friedberg, deren Outlander und bald auch der kleinere Eclipse als Plug-in-Hybride, das bidirektionale Laden beherrschen und im Notfall auch über den Benzinmotor die Batterie laden können.

Energiekonzerne begrenzt interessiert 

Derweil sprießen deutschlandweit mit Steuergeldern Ladesäulen wie Pilze aus dem Boden. 35.000 öffentliche Ladepunkte sind es schon. Die Zahl der Schnellladesäulen hat sich bis Ende 2020 auf 3600 verdoppelt. Ein Ende der Maulwurfsarbeit ist nicht in Sicht. Pietruschka hält dies für nicht nachhaltig und prognostiziert, dass die Entwicklung dahin gehen werde, dass es an Sammelpunkten eine Art Schnellladetankstellen geben werde, an denen das Fahrzeug binnen kurzer Zeit geladen werden kann. „Der Hauptteil der Ladevorgänge wird sich zuhause oder beim Arbeitgeber abspielen.“

Derweil bangen die Energiekonzerne um ihre Vormachtstellung. Ihr Interesse gilt zwar einem möglichst stabil betriebenen Stromnetz, aber einem, das ausschließlich von ihnen betrieben wird. Quartiere, die weitestgehend autark sind und deshalb nur hin und wieder ein wenig Strom aus dem Netz benötigen, beobachten sie argwöhnisch als geschäftsschädigend. Das aber ist zu kurz gesprungen, denn schon jetzt hört man von zeitweise überlasteten Stromnetzen. Zudem stellen Quartiere wie Wüstenrot netzdienliche Leistungen bereit. Sie können dann Strom abnehmen, wenn viel überschüssiger Strom im Netz vorhanden ist.

Das gesamte System lässt sich mit Fahrzeugbatterien noch deutlich flexibler steuern. Die gesamte Zelle, als die man so ein Quartier wie Wüstenrot mit Blick auf das Stromnetz bezeichnet, kann also mit dem Stromnetz interagieren. enisyst bewertet dies als klare Chance für die Energieerzeuger, auch an dezentralen Modellen zu verdienen, indem sie selbst in solche Systeme investieren.

Gemeinden und Industrie als Hauptkunden

Der einzelne Hausbesitzer ist gleichwohl nicht vorrangig im Visier von enisyst. Es sind größere Industriebetrieb und Gemeinden. „Wir steuern alles, was mehr Energie verbraucht als das Einfamilienhaus“, so Pietruschka. Wie sich erneuerbare Energien individuell für den jeweiligen Einsatz optimal steuern lassen, das beherrschten bisher wenige, konstatiert er. Umso mehr will der Hidden Champion nicht nur im Großraum Stuttgart, sondern deutschlandweit das energetische Quartiersmanagement vorantreiben.

Von Dr. Dirk Pietruschka, enisyst GmbH, und Prof. Dr. Bastian Schröter, Hochschule für Technik Stuttgart

Dieser Artikel ist in der August-Ausgabe der EMW erschienen.

Als Mitbetreiber des aus den 1980er Jahren stammenden Parkhauses Langer Graben standen die Stadtwerke Schwäbisch Hall bei der Sanierung vor der Herausforderung, zeitgemäße E-Ladeinfrastruktur zu installieren. Anstelle einer aufwändigen und teuren Stromnetzverstärkung außerhalb und innerhalb der Immobilie entschied sich der Energieversorger für ein intelligentes Lade- und Lastmanagement seines Beteiligungsunternehmens enisyst GmbH. Als wissenschaftlicher Partner für die Entwicklung einer Lösung für die Überwachung und Optimierung des Lade- und Lastmanagements ist die Hochschule für Technik Stuttgart über das Forschungsprojekt „Smart_E_Park“ involviert. Dieses wird im Rahmen des Förderprogramms „Intelligente Netzanbindung von Parkhäusern und Tiefgaragen“ vom Land Baden-Württemberg gefördert. Fernziel ist es, aus dem Parkhaus einen netzdienlichen Energiespeicher zu machen, wobei die Batterien der parkenden Elektrofahrzeuge als bilateral nutzbarer Energiepuffer fungieren sollen, beispielsweise für den Redispatch 2.0.

Ladelasten ausgleichen und verteilen

Vor welchen Herausforderungen standen und stehen die Projektpartner? Der neue Trafo am Parkhaus Langer Graben ist für maximal ein Megawatt Leistung ausgelegt. Im Parkhaus wurden rund 100 der insgesamt knapp 500 Parkplätze mit Ladeboxen ausgerüstet, die jeweils bis zu 22 Kilowatt Ladeleistung ermöglichen. Wären alle 100 Ladeparkplätze besetzt und lüden mit 22 kW, würde die Trafoleistung etwa um den Faktor 2 überschritten. Das Ladesystem muss also in der Lage sein, die Ladevorgänge so zu steuern, dass Stromangebot und -nachfrage sowie Ladekapazität in Einklang stehen und das System insgesamt stabil bleibt. Dies gewährleistet das kaskadierende Anschlusssystem mit intelligenten Verteilerboxen von enisyst. Das System ist darauf ausgelegt, Lasten auszugleichen und zu verteilen. Das heißt, wenn mehr Fahrzeuge geladen werden müssen, wird die spezifische Ladeleistung gedrosselt. Das System wäre aber auch in der Lage, beispielsweise einzelne Ladestellen zu priorisieren, etwa für Menschen, die bereit sind, für schnelleres Laden einen Aufpreis zu zahlen. Die Ladeinfrastruktur ist seit der Wiedereröffnung des Parkhauses im Oktober 2021 in Betrieb und funktioniert planmäßig. Die Auslastung der E-Ladeparkplätze liegt heute allerdings erst bei rund 25 Prozent.

Die besondere Herausforderung – und dazu gab es bislang allenfalls rudimentäre Erkenntnisse – liegt in der Ermittlung einer typischen Lastkurve für ein Parkhaus mit E-Ladeplätzen. Eine verlässliche Lastprognose ist unabdingbare Voraussetzung für die geplante Nutzung der bidirektional angeschlossenen E-Mobile im Parkhaus als Energiespeicher. Rechnerisch könnten im Parkhaus Langer Graben 100 Fahrzeuge mit 80 kWh Ladekapazität bis zu acht Megawattstunden Strom speichern, das heißt mehr als den zweifachen Jahresstromverbrauch eines durchschnittlichen Haushalts. Davon könnte zwar nur ein Teil als Regelreserve genutzt werden, trotzdem wäre dies für den Netzbetreiber ein attraktives Szenario.

Herausforderung Prognoseerstellung

Zur Erstellung der Lastkurve gab und gibt es viele Parameter zu erforschen: Wann laden die E-Mobilisten? Um welche Fahrzeugtypen und Batteriekapazitäten handelt es sich? In welchem Batterieladestatus erreichen sie den Ladeplatz? Wie lange und wie viel Strom wird geladen? Die kaum überraschende Antwort lautet: Das Tankverhalten der Elektromobil-Besitzer im Parkhaus ist gänzlich anders als bei Verbrennern. Bei Letzteren wird der Tank häufig fast leer gefahren und dann wieder vollständig gefüllt. Elektromobile hingegen werden öfter geladen und meist auch nur teilweise und – je nach Parkdauer – sogar bei noch hohen Ladeständen. Die Vielzahl volatiler Faktoren macht das Erstellen von Prognosen kompliziert.

Trotzdem ist es gelungen, eine Auslastungsprognose zu erzeugen, die sich recht genau mit der Realität deckt. Dazu wurde einerseits eine App entwickelt, die erfasst, welche Fahrzeuge wo, wie lange und mit welcher Leistung laden. Die zweite Input-Quelle waren öffentliche Daten aus Parkhäusern in Nordrhein-Westfalen, die Informationen darüber bereithielten, wie lange Fahrzeuge typischerweise in einem Parkhaus stehen und wie zu welcher Tageszeit die Belegungsrate aussieht. Die Daten aus beiden Quellen wurden kombiniert und daraus mit Unterstützung lernender Algorithmen und künstlicher Intelligenz, die von der Hochschule für Technik Stuttgart entwickelt wurden, eine Lastkurve modelliert. Diese Arbeit ist noch nicht restlos abgeschlossen, aber die Prognosen erreichen bereits eine Annäherung an die Ist-Situation von über 90 Prozent.

Datenbasis weiter erhärten

Zu berücksichtigen ist –u.a. deshalb ist weitere Forschung nötig –, dass die bisherigen Lastprognosen auf niedrigen Belegungsraten der Wallboxen basieren. Bei weiterer Verbreitung von Elektrofahrzeugen und stärkerer Frequentierung des E-Parkhauses werden sich möglicherweise einige Parameter des Ladeverhaltens und der Systembelastung verändern. Im Markt der Elektromobilität ist mit einer sehr dynamischen Entwicklung zu rechnen, und auch Faktoren wie die Stadt- und Quartiersentwicklung etwa durch verändertes Einkaufsverhalten können Einfluss auf das Nutzerverhalten haben. Für diese Szenarien müssen kontinuierlich weitere Daten gesammelt und Erkenntnisse gewonnen werden. Am Ende soll eine Datenbasis verfügbar sein, die es ermöglicht, die an das Ladesystem im Parkhaus angeschlossene Batterien als virtuellen Energiespeicher nutzen zu können. Dass dafür noch technische Regeln geschaffen werden müssen, steht auf einem anderen Blatt. Der Betreiber, die Stadtwerke Schwäbisch Hall, wollen nach eigenem Bekunden handlungsbereit sein, wenn sich das Elektromobil zum Standardfortbewegungsmittel durchsetzt.

Was schon gewiss ist: Die in Schwäbisch Hall gewonnenen Daten werden sich nicht unmittelbar auf andere Parkhäuser anwenden lassen, die zu Multi-Ladeplätzen umgerüstet werden: Es macht einen Unterschied, ob die Menschen ihr E-Mobil in einem Großstadt-City-Parkhaus tagsüber während eines Einkaufs abstellen, oder ob das Parkhaus im Altbauwohnquartier ohne zugehörige Tiefgaragen steht und quasi als eine Art Tankstelle für die Nacht fungiert.

Weitere Schritte in Planung

Die nächsten Projektschritte im Parkhaus Langer Graben adressieren u.a. die weitere Verbreiterung und Validierung der Datenbasis und das bidirektionale Laden. Die enisyst GmbH beschäftigt sich an anderer Stelle bereits in der Praxis mit diesem Zukunftsszenario. Des Weiteren geht es um die praktische Anbindung des E-Parkhauses Langer Graben an die Netzleitstelle der Stadtwerke Schwäbisch Hall.

Ebenfalls auf der To-Do-Liste steht die Integration der Ladeprozesse in die Verbrauchsabrechnung der Stadtwerke Schwäbisch Hall. Bislang bezahlen die Nutzer den gezapften Strom mit dem Parkticket vor Ort oder per Mobilitätskarte der Stadtwerke Schwäbisch Hall. In Zukunft soll es auch möglich werden, den Parkhausladestrom per normaler Verbrauchsabrechnung zu fakturieren. Nachgedacht wird zudem über die Realisierung flexibler Ladetarife im Viertelstundentakt. Auch sie sind ein Instrument für die Netzlaststeuerung, weil Kunden Strom dann günstig tanken können, wenn das Erzeugungsangebot gerade groß ist.

Fazit: Intelligentes Lademanagement in Parkhäusern zu implementieren und netzdienlich zu steuern ist eine komplexe Aufgabe. Ihre Realisierung erfordert viel Technik und Know-how. Um ein E-Parkhaus vorausschauend steuern und als großen Batteriespeicher nutzen zu können, müssen viele Informationen und Daten verarbeitet und ausgewertet werden. An dieser Basisarbeit führt kein Weg vorbei, und es ist noch ein gutes Stück des Weges zu gehen. Es ist deshalb zu begrüßen, dass ein kommunaler Versorger wie die Stadtwerke Schwäbisch Hall hier Pionierarbeit leisten und den Weg in eine neue Welt der Mobilität maßgeblich ebnen.

((Autoren))

Dr. Dirk Pietruschka

Jahrgang 1967

→ Geschäftsführer enisyst GmbH, Pliezhausen

→ Leiter des Zentrums für Nachhaltige Energietechnik  (zafh.net)

→ Hochschulen bzw. Universitäten in Stuttgart, Ulm, Rottenburg, Leicester

dirk.pietruschka@enisyst.de

Prof. Dr. Bastian Schröter

Jahrgang 1981

→ Professor für Energietechnik an der Hochschule für Technik Stuttgart

→ Co-Leiter des Zentrums für Nachhaltige Energietechnik

→ Senatsbeauftragter für Nachhaltigkeit

Vorherige Stationen:

→ Siemens AG, Corporate Technology und McKinsey & Company, München

→ Physikstudium an den Universitäten Jena, Grenoble und München (LMU), Promotion am Wissenschaftszentrum Umwelt der U Augsburg

bastian.schroeter@hft-stuttgart.de

Lademanagementhersteller enisyst präsentiert innovatives Verteilersystem auf der Messe i-Mobility in Stuttgart

Das Unternehmen enisyst aus Pliezhausen will die Verbrauchermesse in Stuttgart nutzen, um wieder persönlich mit Kunden und Interessenten in Kontakt zu treten. Die i-Mobility findet vom 21. bis 24. April 2022 im Rahmen der Stuttgarter Frühjahrsmessen statt und soll Möglichkeiten für die Mobilität der Zukunft aufzeigen und erlebbar machen.

Das Start-up Unternehmen enisyst präsentiert auf der i-Mobility in Stuttgart das intelligente Last- und Lademanagementsystem „eni.charge“. Das Komplettsystem ist eine ganzheitliche Lösung zum Aufbau von Ladeinfrastruktur in Mehrfamilienhäusern und für Firmenflotten. Schwer zugängliche Aufstellorte wie Tiefgaragen und Parkhäuser, vor allem in Bestandsbauten, können mit der Steuerung von enisyst mit wenig Installationsaufwand mit Ladepunkten ausgestattet werden. Das intelligente Verteilsystem ist beliebig skalierbar und herstellerunabhängig einsetzbar. Letzteres ist besonders im Wohnbau vorteilhaft, wenn jeder Eigentümer seine eigene Wallbox vom gewünschten Hersteller anschaffen möchte.

Dass das Unternehmen alle Bereiche, von der Konzepterstellung bis zur Abrechnung von Ladevorgängen, aus einer Hand abdecken kann, möchte es über das Medium der Messe einem größeren Interessentenkreis publik machen.

Sie finden die enisyst GmbH auf der i-Mobility in Halle 8 Stand-Nr. C42.

Eventdatum: 21.04.22 – 24.04.22

Eventort: Stuttgart

SHERPA-X, die Dachmarke der Stadtwerke Schwäbisch Hall ist seit Jahren fester Bestandteil der E-world, der europäischen Leitmesse der Energie- und Wasserwirtschaft. Aufgrund der Corona-Lage findet die Messe 2021 nicht statt.

In diesem Jahr hätte dem Messestand von SHERPA-X zum ersten Mal auch die enisyst GmbH als eines der Beteiligungsunternehmen der Schwäbisch Haller Stadtwerke beigewohnt und hätte das Angebot unter anderem um die Schwerpunkte Lade- und Lastmanagement und Energieoptimierung erweitert.

Um dennoch einen Impuls für wichtige Themen der Energiewirtschaft zu geben, bietet SHERPA-X eine Alternative zum Messebesuch. Am 4., 5., und 6. Mai ist SHERPA-X Gastgeber eines jeweils kostenfreien 60-minütigen digitalen Vortrags mit Lösungsansätzen für aktuelle Herausforderungen in der Branche.

Den Auftakt machen die Bereiche Wärmeabrechnung und Quartierslösungen. Vor allem die Ansprüche der Wärmeabrechnungen stellen Stadtwerke und Wärmeversorger vor Herausforderungen. Wie in diesem Umfeld ein intelligentes Lade- und Lastmanagement für Gebäude und Quartiere aussehen kann, erklärt Dr. Dirk Pietruschka, Geschäftsführer der enisyst GmbH, während seiner Präsentation.

Am zweiten Tag steht die Dekarbonisierung der Versorgung im Mittelpunkt. Fachleute von SHERPA-X zeigen Wege und Konzepte für Stadtwerke und Kommunen zum niedrigen Umsatz von CO₂ bei der Energieversorgung. Darunter fällt auch das Prinzip der kalten Nahwärme, das zum Tätigkeitsumfeld der enisyst GmbH gehört und deren Vorteile in einem eigenen Vortrag näher erläutert werden.

Eine Erneuerung von Heizungs- und Lüftungsanlagen ist für die meisten Städte und Kommunen mit hohen Kosten und langen Ausfallzeiten verbunden und wird daher oftmals hintenangestellt. Dies führt dazu, dass viele öffentlichen Gebäude über veraltete Steuerungen ihrer Anlagen verfügen. Durch das erhöhte Ansteckungsrisiko für COVID-19 in schlecht belüfteten Räumen gewinnt das Thema Belüftung in Schulgebäuden und Kindergärten zusätzlich an Aktualität.

Die Bundesregierung fördert nun seit Oktober 2020 die Verbesserung von Lüftungsanlagen in öffentlichen Gebäuden, und gibt damit Kommunen einen weiteren Anreiz, ihre veralteten Anlagen wieder zu einem optimierten Betrieb zu führen.

Mit dem Lösungsansatz von enisyst zur Sanierung der Regelungstechnik anstelle des kompletten Austauschs der Anlagen profitieren Städte und Betriebe zum einen durch geringere Beschaffungskosten und zum anderen durch weniger Umbauaufwand. Dabei können die vorhandenen Lüftungsanlagen und Feldgeräte bestehen bleiben. Die verwendeten Steuerungen verschiedenster Hersteller werden in das neue System eingebunden. Dies spart unnötige Kosten für neue Bauteile oder auch für die Beschaffung von Ersatzteilen. Letzteres wird häufig erschwert, wenn große Systemhäuser ihre Regelsysteme abkündigen. Dann bekommen die Endkunden keine Ersatzteile mehr und müssen im Notfall die gesamte Anlage austauschen. Eine Sanierung durch enisyst stellt hierbei eine preiswerte Alternative dar. Es werden ausschließlich Standard-Industriekomponenten verbaut, die über einen längeren Lebenszyklus verfügen. Am Ende der Umbaumaßnahmen können mit wenig Aufwand alle wichtigen Sollwerte wie Temperatur und Frischluft in den Räumen eingestellt werden.

Das System von enisyst ist bereits in zahlreichen öffentlichen Gebäuden im Einsatz. So herrscht zum Beispiel in der Turnhalle einer Schule in Nürtingen wieder saubere Luft, ebenso in der Aula einer Schule in Freudenstadt. In der Stadt Wüstenrot profitieren Rathaus und Bauhof von der verbesserten Heizungssteuerung und zwei Industriegebäude in Baden-Württemberg verzeichnen enormes Einsparpotenzial durch die sanierte Steuerung der Heizungs- und Lüftungsanlagen. Die im Vorfeld durch enisyst prognostizierten Einspareffekte werden bisher in allen Referenzprojekten nicht nur erfüllt, sondern in vielen Fällen sogar übertroffen.

In Bad Nauheim entsteht zurzeit ein Quartier, das auf die innovative Energieversorgung mittels kalter Nahwärme setzt. Ein zweilagiger Großkollektor mit ca. 22.000 m² Kollektorfläche in Verbindung mit einem sechs Kilometer langen kalten Nahwärmenetz (KNW) soll ein Quartier mit etwa 400 Wohneinheiten versorgen.

Das Forschungsprojekt „KNW-Opt“ wird das umgesetzte System wissenschaftlich begleiten und analysieren, um belastbare Kennzahlen zur energetischen Leistungsfähigkeit und zur Wirtschaftlichkeit zu erhalten. Damit soll das Projekt zur Demonstration und Verbreitung dieser innovativen Systemlösung beitragen.

Durch die große Zahl an verteilten Wärmepumpen und Photovoltaik-Systemen im Quartier spielt die intelligente Sektorenkopplung zwischen der Strom- und Wärmeversorgung eine zentrale Rolle. Zum einen sollen die Wärmepumpen so betrieben werden, dass möglichst viel des erzeugten PV-Stroms innerhalb des Quartiers selbst genutzt wird und Stromlastspitzen minimiert werden. Zum anderen soll die Flexibilität im Wärmepumpenbetrieb des Quartiers durch das SmartGrid genutzt werden können.

Die enisyst GmbH ist im Projekt zuständig für das detaillierte Monitoring sowie für die Steuerung des Wärmenetzes und der verteilten Wärmepumpen. In der Energiezentrale, dem operativen Mittelpunkt des Systems, befindet sich neben den Netzpumpen auch die komplette Steuerungstechnik für die angeschlossenen Haushalte. Hier laufen alle gewonnenen Daten aus Bodenfühlern, Grundwasserwassermessstellen und den Temperaturfühlern der Sole zusammen. Für diese Daten stellt enisyst über eine cloudbasierte Leittechnik eine Betriebsführungs- und Datenaustauschplattform für die beteiligten Projektpartner bereit. Gemeinsam mit diesen entwickelt enisyst Schnittstellen zur stromnetzoptimierten Steuerung der verteilten Systeme.

Mit der Teilnahme an diesem Pilotprojekt unterstreicht die enisyst GmbH ihre Rolle als Generalist unter den Anbietern für Energiemanagementsysteme und die Bereitschaft, neue Entwicklungen im Energiesektor aktiv mitzugestalten.

Info: Neuartiges Wärmekonzept

Die kalten Nahwärmenetze können mit einem geringen Temperaturniveau betrieben werden. Dabei wird zur Wärmegewinnung die konstante Bodentemperatur von 10 Grad Celsius genutzt, die in bestimmten Bodentiefen ganzjährig vorherrscht. Die Erdwärme wird mithilfe von 1,5 bis 3 Meter tief eingelassenen Kollektoren gewonnen, indem dem Boden Wärme entzogen wird und mittels einer Trägerflüssigkeit in unterirdisch verlegte Leitungen auf die Grundstücke im Wohngebiet gelangt. Im Inneren der Gebäude sorgen Wärmepumpen für einen Temperaturanstieg für Heizung und Warmwasser. Verglichen mit der klassischen Fernwärme entstehen keine Wärmeverluste.