EStore-M

Electricity Storage Management

Problematik

Zur Steigerung des Eigenverbrauchs von Energie aus Photovoltaik (PV)-Anlagen werden elektrochemische Energiespeicher eingesetzt. Die Betriebsführung erfolgt mithilfe eines Energiemanagementsystems unter den Gesichtspunkten unterschiedlicher Zielsetzungen. Eingesetzte Regler verfügen dabei im Allgemeinen über sehr einfache Strategien, welche nur eine Zielsetzung (meist Eigenverbrauchserhöhung) abbilden. Für den Nutzer kann dabei nicht immer das gewünschte Optimum (Kosten, Nutzen, Lebensdauer, etc.) erreicht werden, was die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Systems beeinträchtig.

Die Wirtschaftlichkeit derartiger Systeme wird im Allgemeinen auf Basis der Auslegungssituation ermittelt und bildet daher keine reale Situation ab. Vor allem durch Schwankungen der Betriebsparameter und Randbedingungen sowie durch Fehlfunktion der Anlage können deutliche Effizienzeinbußen verursacht werden.

Methode

Im Rahmen dieses Projekts wird daher ein Regelungskonzept entwickelt, welches die optimale Steuerung erneuerbarer Energiequellen (z.B. PV), eines elektrochemischen Speichers sowie verschiedener verschiebbarer Lasten (z.B. Wärmepumpen) ermöglicht. Kernelement ist dabei eine zyklische Optimierung durch einen dynamischen und robusten Algorithmus. Das Regelungskonzept weist dabei folgende Eckpunkte auf:

  • Interaktion mit der Benutzerin/dem Benutzer durch nutzerseitige Vorgaben (z.B. Komfortbedingungen) sowie regelungsseitige Zustandsinformation.
  • Integration von Wetterprognosen und Lastvorhersage aus meteorologischen Modellen und selbstlernenden Algorithmen inklusive Unsicherheitsmodellierung.
  • Robuste dynamische Optimierung.

Daneben erfolgt eine genaue Betrachtung der notwendigen Energiemeteorologie, welche die Konzeptionierung angepasster Prognosen und die Weiterentwicklung bestehender Berechnungsmodelle umfasst. Die Integration einer Rückkopplung von Messwerten aus Anlagen ermöglicht das Trainieren und somit Optimieren der Modelle.

Mithilfe von Simulation und Betrieb auf einem Teststand wird die Funktionsweise nachgewiesen. Messwerte werden aufgezeichnet und evaluiert, um Aussagen über die Wirtschaftlichkeit derartiger Systeme treffen zu können. Insbesondere werden die Daten analysiert und Früherkennungsmethoden für Fehler und Ausfälle abgeleitet.

Ergebnisse

  • Ein innovatives Regelungskonzept für elektrische Energiesysteme mit Speicher mit dynamischer Optimierung und Integration von Wetter- und Bedarfsprognosen.
  • Anforderungsspezifische meteorologische Prognosemethoden für den Energieertrag von erneuerbaren Energiequellen.
  • Energieeffizienzanalyse auf Basis von Simulationsdaten über die Lebensdauer von elektrischen Energiesystemen inklusive Monitoringkonzept, sowie Methoden zur Früherkennung von Betriebsstörungen.

Projektdaten

Projektdauer: 01.03.2015 - 31.12.2017
Budget: ca. 1.016.000 € Gesamtprojektkosten und ca. 700.000 € Förderungsbetrag
Projektpartner:

  • ASIC - Austrian Solar Innovation Center (Koordinator)
  • Software Competence Center Hagenberg
  • Blue Sky Wetteranalysen Traunmüller u. Reingruber OG
  • Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H.
  • Fronius International GmbH

Fördergeber: Klima- und Energiefonds, Energieforschung - 1. Ausschreibung (abgewickelt durch die FFG)