Eiskristalle

Projekt FlexKälte: Energieeffiziente Kälteversorgung im Quartier

Im Projekt FlexKälte geht es um die energieeffiziente Kälteversorgung im Quartier. Fünf Projektpartner untersuchen bis Dezember 2022 das ökonomische und ökologische Potenzial einer optimierten, zentralen elektrischen Ansteuerung von dezentralen, kälteerzeugenden Anlagen. Dabei soll die thermische Kapazität der kälteverbrauchenden Einrichtungen ausgenutzt werden.

  • Projekt FlexKälte: Die Ausgangssituation

    In Gewerbegebäuden und großen Liegenschaften, die die räumlichen Ausmaße kleiner Stadtquartiere annehmen können, sind häufig Kälteanlagen für Prozesskälte oder die Klimatisierung vorhanden. Dabei kommen sowohl kleinere dezentrale Anlagen in der Nähe der Kältesenken als auch größere zentrale Anlagen zum Einsatz.

    Die Kälteanlagen sind entweder direkt oder über ein Kältenetz mit den jeweiligen Abnehmern verbunden. Sowohl das Kältenetz als auch die Gebäude stellen thermische Kapazitäten dar. Heute werden die thermischen Kapazitäten weder intelligent genutzt noch koordiniert gesteuert. Würde man dies tun, ließen sich Optimierungspotenziale im elektrischen Sektor heben, die bis dato weitgehend ungenutzt bleiben.

  • Projektziel: Potenzial untersuchen & Umsetzbarkeit demonstrieren

    Im Projekt FlexKälte wird das ökonomische und ökologische Potenzial einer optimierten, zentralen elektrischen Ansteuerung von kälteerzeugenden Anlagen, indem man die thermische Kapazität der kälteverbrauchenden Einrichtungen ausnutzt, untersucht.

    Potenzial für Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Nutzerkomfort analysieren

    Im Projekt FlexKälte werden Methodiken entwickelt, um die in einer Liegenschaft vorhandene Flexibilität von kälteerzeugenden und -nutzenden Anlagen verwendbar zu machen. Dabei identifzieren die Projektpartner im ersten Schritt das Flexibilitätspotential. Neben einer wirtschaftlichen und energieeffizienten Kälteversorgung im Quartier stehen auch Rahmenbedingungen wie z.B. einen bestimmten Nutzerkomfort im Fokus der Analyse.

    Umsetzung in der Praxis: Virtueller Kälte-Verbund am KIT Campus Nord

    Im nächsten Schritt geht es darum, die praktische Umsetzbarkeit (Realwelt-Anwendung) zu demonstrieren. Im Projekt FlexKälte werden dazu die Kälteanwendungen am KIT Campus Nord virtuell für eine zentrale Steuerung zusammengefasst. Zunächst werden Optimierungsstrategien, die im Projekt entwickelt werden, mit einer großen Zahl von Kälteanlagen simulativ durchgeführt und anschließend die praktische Umsetzung exemplarisch realisiert. Über die zentrale Verwaltung dienen die Kälteanlagen im virtuellen Verbund dann als ein einziger Kältespeicher. Virtuell verbunden können sie – über eine Betriebsoptimierung hinaus – auch auf veränderliche Versorgungsnetzbedingungen reagieren.

  • Das macht Seven2one im FlexKälte-Projekt

    Wir werden im Projekt die Sensordaten aus den Kälteanlagen erfassen, cloudbasiert an angebundene Optimierungsmodelle übermitteln und die optimierten Fahrpläne im WebCockpit visualisieren. Die Fahrpläne sind Steuerempfehlungen für die Fahrweise der Kälteanlagen. Ziel ist es, die gesamte Realanwendung in einem „digitalen Zwilling“ abzubilden und damit die Keimzelle für einen „smarten Campus Nord“ am KIT Karlsruher Institut für Technologie zu schaffen.

Luftaufnahme KIT Campus Nord
(Bildquelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT))

Projekt-Fakten

  • Förderer:

    Bundesministerium für Wirtschaft und Energie | 7. Energieforschungsprogramm: Innovationen für die Energiewende

  • Projektlaufzeit:

    Januar 2020 – Dezember 2022

  • Kooperationspartner:

    • Stadtwerke Karlsruhe GmbH
    • KIT Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
    • KIT Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI)
    • FZI Forschungszentrum Informatik