Nachhaltige Energieversorgung

Exakte Prognosen für den Betrieb von Blockheizkraftwerken

ECOsystem
Das ECOsystem erstellt exakte Prognosen über den zukünftigen Betrieb von Kraftwerken. Hierzu erfasst es die relevanten physikalischen Größen der Anlagen und verarbeitet die Daten mit der von beECO entwickelten, integrierten Optimierungssoftware. Die Messwerterfassung erfolgt durch Sensoren, die über ein LAN-Netzwerk eingebunden werden und über einen kompletten TCP/UDP/IP Stack verfügen. Die Knoten können somit von überall auf der Welt konfiguriert und dynamisch mit Software programmiert werden.

Das ECOsystem ist eine Hard- und Software-basierte Lösung zur Optimierung von Kraftwerken mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Unter diesen Anlagentyp fallen in erster Linie Blockheizkraftwerke (BHKW), die Wärme und elektrische Energie zeitgleich erzeugen. Um die Anlagen wirtschaftlich betreiben zu können, muss neben der entstehenden Wärme auch der erzeugte Strom verkauft werden. Das geschieht meist über Zwischenhändler an der Strombörse EEX (European Energy Exchange), jeweils für den Folgetag. Das dabei auftretende Problem ist die schwierige Prognostizierbarkeit der angeschlossenen Wärmeabnehmer. Der Betreiber weiß also nicht, wie viel Strom er am Folgetag produzieren wird, um die unbekannte Wärmelast zu decken, und greift deshalb zu einer groben Schätzung. In der Realität kann das BHKW den prognostizierten Fahrplan am nächsten Tag somit regelmäßig nicht einhalten, da die tatsächliche Wärmeabnahme der Kunden signifikant von der Prognose abweicht. Da der zu wenig oder zu viel prognostizierte Strom nicht wirtschaftlich gespeichert werden kann oder zugekauft werden muss, ist für den Ausgleich Regelenergie notwendig. Für den Betreiber des BHKW bedeutet das hohe Zusatzkosten, die den Ertrag des Kraftwerks schmälern. Mit dem am BHKW installierten ECOsystem und dessen Sensorik kann die Prognose deutlich verbessert werden, so dass die Verluste durch die Regelenergie für den Betreiber dauerhaft minimiert werden. Im Verhältnis zur Prognose eines Referenzkunden erreichte die ECOsystem Prognose eine Reduzierung der Abweichung vom realen Folgetagsprofil um 85 %. Mit Hilfe der zusätzlich integrierten Aktorik des ECOsystems werden Ein- und Ausschaltinformationen an die BHKW-Steuerung übermittelt. So kann dynamisch auf Abweichungen von der Prognose reagiert werden. Das ECOsystem steuert also das BHKW als überlagerte Regelung, greift aber nicht in sicherheitskritische Regelprozesse ein. Durch diese Interaktion wird die Betriebsoptimierung noch effizienter.

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Sebastian Hagl


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