Die Stadtwerke Kempen holen sich für das Neubauprojekt "Auf dem Zanger" wissenschaftliche Expertise an Bord. Die Arbeitsgruppe von Mario Adam am Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES) an der Hochschule Düsseldorf (HSD) startet gemeinsam mit den Stadtwerken das Forschungsprojekt "BestHeatNet". Geplant ist die Umsetzung eines Modellprojekts zu intelligenter und effizienter Nahwärmeversorgung im Neubauquartier. Zuvor hatten beide Projektpartner zusammen an der Quartiersentwicklung auf dem Wartsberg in Tönisberg gearbeitet.
Die Wärmeversorgung für das geplante Quartier "Auf dem Zanger" in Kempen mit rund 100 Wohneinheiten soll zum Reallabor für die Partnerschaft werden. Solarthermie, Power to Heat mit Wärmepumpe und Elektroheizstab, eine Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage (KWK), ein Spitzenlastkessel und eine PV-Anlage mit Batterie produzieren zukünftig die benötigte Wärme und den benötigten Strom aus unterschiedlichen Energiequellen. Der Erneuerbaren-Anteil aus lokaler Produktion soll rund 30 Prozent betragen. Durch Bezug von Biogas und Ökostrom ließe er sich weiter steigern.
Neuronale Netze für die selbstständige Regelung
Für das Zusammenspiel der technischen Komponenten soll im Laufe des Projekts ein intelligentes Optimierungs- und Regelungsverfahren entwickelt werden. Dieses soll zu jeder Zeit den passenden Wärmeerzeuger einschalten. Ändert sich das Wetter, der Strompreis oder der Wärmebedarf, muss das System geeignet reagieren. Bei hohem Strompreis läuft zum Beispiel die KWK-Anlage und deren Strom wird entweder ins Netz eingespeist oder zum Antrieb der Wärmepumpe verwendet. Bei niedrigen Strompreisen bezieht die Wärmepumpe Strom aus dem Netz und die KWK-Anlage steht still.
"Der Clou ist die Nutzung neuronaler Netze, also künstlicher Intelligenz, in einem solchen System", erklärt Adam. "Die Regelung ist selbstlernend und erkennt Zeiten hohen und niedrigen Wärmeverbrauchs und sich änderndes Nutzerverhalten. Das System greift unter anderem auf Wetterprognosen zu und kann dadurch die solare Wärmeproduktion stundengenau voraussagen." So könne jederzeit die kosten- oder energieeffizienteste Betriebsstrategie gefahren werden, erläutert er weiter.
Blaupause für weitere Projekte
Das Projekt wird mit rund 1,2 Mio. Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Energieforschungsprogramms gefördert und ist im Dezember gestartet. Es ist geplant, das intelligente Nahwärmenetz als Blaupause für folgende, größere Wärmenetze in Kempen zu nutzen. (hol)
