Erneuerbare Energien, insbesondere PV-Anlagen, werden zunehmend als Teil von Gebäuden betrachtet. In den meisten Fällen sind jedoch Energieerzeugung und -verbrauch nicht optimal aufeinander abgestimmt. Durch eine intelligente Steuerung der Anlagen und die Skalierung der betrachteten Gebäude auf Quartiersebene kann die Erzeugung und der Verbrauch von Strom besser aufeinander abgestimmt werden.

Um eine solche intelligente Anlagensteuerung zu simulieren, wurde die Software Quartierenergiemanagementsystem (QEMS) für Quartiere entwickelt und nun als Open-Source-Software zur Verfügung gestellt. Sie wurde im Rahmen des Projektes Energieeffizientes Nachbarschaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg (ENaQ) entwickelt.

In der Simulation werden optimale Fahrpläne berechnet, der Tagesverlauf simuliert und Abweichungen zwischen Prognose, Fahrplänen und Betrieb minutengenau betrachtet. Neben der Skalierung der betrachteten Gebäude ist vor allem die Kopplung zwischen Wärme- und Stromsektor ein wichtiger Bestandteil der Optimierung, die mehr Möglichkeiten bietet, Erzeugung und Verbrauch aufeinander abzustimmen.

Aktuell ist es mit dem Tool möglich, den Betrieb von verschiedenen Quartieren zu simulieren. Für die Simulationen wird das von OFFIS etablierte Co-Simulationsframework mosaik genutzt. Es stehen verschiedene Gerätesimulatoren zur Verfügung, wie zum Beispiel PV-Anlagen, Batterien, Wärmepumpen und -speicher. Dazu gibt es Simulatoren für Haushalte, das Wetter und die Möglichkeit, Daten aus der Simulation in einer Datenbank zu speichern.

Der Einsatz von QEMS zur Betriebsoptimierung hat inzwischen auch das Interesse der Industrie geweckt: Mehrere mögliche Partnerschaften werden derzeit evaluiert. Eine bereits erfolgreich etablierte Kooperation besteht mit der Beton- und Energietechnik Heinrich Gräper GmbH & Co. KG. Das nächste Projekt aus dem ENaQ-Kontext steht ebenfalls in den Startlöchern und beschäftigt sich mit der Überwachung und dem Betrieb von Anlagen.

Für die weitere Entwicklung ist geplant, QEMS einerseits um Visualisierungen des Simulationsablaufs und andererseits um eine Oberfläche zur einfachen Konfiguration eines Quartiers zu erweitern. Für den Realbetrieb wird außerdem in Kooperation mit Gräper daran gearbeitet, dass QEMS außerhalb des mosaik-Frameworks läuft und echte Anlagen verbunden und gesteuert werden können.

Mit dem Meilenstein der Open-Source-Bereitstellung hat QEMS einen großen Schritt für die Simulation und Optimierung von Energiesystemen getan. Durch Kooperationen und weitere Projekte ist die Zukunft von QEMS gesichert.

Weitere Informationen: https://helleheide.de/