Mit der Sektorenkoppelung wird das Energiemanagement in Gebäuden zu einer komplexen Aufgabe. Konventionelle Systeme sind damit oft überfordert. Die Hochschule Landshut entwickelt nun im Projekt „DENU – Digitale Energienutzung zur Erhöhung der Energieeffizienz durch interaktive Vernetzung“ den Prototypen eines neuen Managementsystems, das Energie-Angebot und -Nachfrage mehrerer Gebäudekomplexe in Echtzeit zusammenführt. Ziel ist es, den Energieverbrauch zu reduzieren und mehr lokal erzeugten Strom vor Ort zu nutzen. Dazu liefert das System unter Berücksichtigung von Wetterprognosen konkrete Handlungsempfehlungen, die dann selbsttätig ausgeführt werden sollen. „Durch die ganzheitliche Betrachtung aller Faktoren können wir über 50 Prozent Primärenergie einsparen“, ist Projektleiterin Diana Hehenberger-Risse überzeugt.
Im Zuge des Projekts werden Mess- und Steuerungsgeräte in verschiedenen Gebäudetypen installiert – etwa in Hotels, Hallenbädern oder Verwaltungs- und Fabrikgebäuden. Die gemessenen Daten werden mit denen aus bereits bestehenden Energie- und Gebäudeeffizienz-Managementsystemen zusammengeführt und unter Einsatz von Maschinellem Lernen analysiert. Selbst entwickelte Algorithmen sollen eine intelligente Steuerung der Gebäude ermöglichen, so dass der Energieverbrauch sinkt.
„Beispielsweise lassen sich bei schönem Wetter die Vorlauftemperaturen von Wärmeerzeugungsanlagen frühzeitig reduzieren“, erklärt Hehenberger-Risse, „oder es verringert sich der Kühlbedarf in Gebäuden, indem Jalousien automatisch für Schatten sorgen.“ Möglich sei etwa auch, im Sommer den erzeugte Solarstrom zur Warmwasserbereitung zu nutzen und dafür während dieser Monate Nahwärmenetze abzuschalten, die von Blockheizkraftwerken oder Bioenergieanlagen gespeist werden. So lassen sich die Energieverluste im Wärmenetz von bis zu 60 Prozent deutlich reduzieren. Außerdem werden die Stromnetze entlastet, wenn Solarstrom bei Erzeugungsspitzen zur Wärmeerzeugung verwendet wird.
Als Zielgruppen für das neue System haben die Forscher die Industrie, die Energiewirtschaft und Kommunen im Visier. „Bisher nutzten weniger als 20 Prozent der Unternehmen ein professionelles Energiemanagement“, so Hehenberger-Risse. „Trotz der gesetzlichen Pflicht setzen viele Firme keine Softwarelösung ein, sondern stellen die Verbrauchsdaten zeitaufwendig manuell mit Excel zusammen.“ Auch beim Städtebau könne das System zum Einsatz kommen und als Planungsinstrument eine wichtige Rolle bei der energieeffizienten Stadtentwicklung übernehmen.
Die Hochschule Landshut realisiert das „DENU“-Projekt zusammen mit den Ingenieur-Unternehmen Sehlhoff und HPE. Darüber hinaus kooperiert die Hochschule mit den Kommunen Bad Füssing, Markt Ruhstorf und Pocking, dem Energieversorger Stadtwerke Landshut sowie mit den Firmen Leipfinger-Bader und Wolf Heiztechnik. Das Projekt läuft bis 2022. Finanziert wird es vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms. Die Gesamtsumme liegt bei mehr als 1,4 Millionen Euro.
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Ein Ergebnis der Studie: „Möglich sei etwa auch, im Sommer den erzeugte Solarstrom zur Warmwasserbereitung zu nutzen und dafür während dieser Monate Nahwärmenetze abzuschalten, die von Blockheizkraftwerken oder Bioenergieanlagen gespeist werden.“
Ja, technisch möglich ist das, aber für den Klimaschutz nicht sinnvoll. Denn dann fehlt der Solarstrom im Netz für die Power-to-X Anlagen. Die dezentrale Wärme macht man besser mit thermischen Sonnenkollektoren. Durch die um den Faktor 4 höhere Flächeneffizienz bei der Warmwasserbereitung genügt dafür ein kleiner Anteil an den Dachflächen, und trotz leicht reduzierter Photovoltaikfläche kommt mehr Ökostrom im Netz an. Und darum geht es beim Klimaschutz doch!