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AUTOBUS (Plug-and-Run-Prinzip)

Das Deutsche Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (DBFZ)  untersucht seit vielen Jahren das Systemverhalten, die Effizienz und die Abgasemissionen von Energiebereitstellern zur Wärme- und Stromerzeugung aus Biomasse. Neben den wissenschaftlichen Arbeiten an reinen Feuerungsanlagen, wie beispielsweise Pellet- oder Scheitholzöfen, zählen auch Untersuchungen an KWK-Anlagen, wie beispielsweise Brennstoffzellen auf Biomethanbasis oder Holzkohle-Vergaser mit Motor-KWK, zu den Kernkompetenzen des DBFZ.

Um zukünftig die Energie in Form von einem nachhaltigen und stabilen Energiemix bereitzustellen, reicht es jedoch nicht aus, sich auf die einzelnen Energiebereitsteller zu konzentrieren.  Schon heute ist es wichtig, auch vor dem Hintergrund der nötigen Reduzierung von CO2 Emissionen, mehrere Bereitstellungsanlagen in einer Objektversorgung zu einem Gesamtkonzept zu vernetzen. Neben der Kombination verschiedener Wärmeerzeuger, wie beispielsweise eine Pellet-Solar- oder Wärmepumpen-Scheitholzkessel-Kombination, ist die Wärme-Strom-Kombination ein wichtiger Bestandteil moderner Objektversorgungen.

Momentan ist jedoch eine Vernetzung der Energiebereitstellungsanlagen im kleinen Leistungsbereich (< 50 kWth, <15 kWel) nur in Einzelfällen (meist an Forschungsanlagen) und mit individuellen bzw. herstellerabhängigen Lösungen realisiert worden. In größeren Objekten kommen, beim Aufbau der Steuer- u. Regelungstechnik, Individuallösungen zum Einsatz. Im kleineren Leistungsbereich arbeiten konkurrierende Einzelkomponentenregelungen häufig nur sehr ineffizient zusammen. Ein Objektversorgungsnetz, insbesondere für Ein- und Mehrfamilienhäuser sowie kleineren Gewerbeobjekten, in welches die Energiebereitstellungsanlagen sowie zusätzliche Sensorik und Aktorik nach dem Plug-and-Run-Prinzip, also automatisches Einbinden nach Anschluss, integriert werden können, gibt es momentan noch nicht.

Um ein derartiges Objektversorgungsnetz zu realisieren, soll im vom Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Freistaat Sachsen geförderten Projektvorhaben primär ein Verfahren entwickelt werden, welches die automatische Integration von Wärme- und Stromerzeugern sowie Sensoren, Aktoren und Verbrauchern in ein Objektversorgungsnetz nach dem Plug-and- Run-Prinzip ermöglicht. Hierfür müssen bestehende Bussysteme inkl. Protokollstacks sowie Systemteilnehmer und deren Schnittstellen im Detail analysiert werden. Anhand dieser Erkenntnisse können dann spezielle Anforderungen an das Bussystem, hinsichtlich des Automatisierungsvorganges und der herstellerübergreifenden Kommunikation, spezifiziert werden. Mittels der erstellten Spezifikationen wird ein realisierbares Gesamtkonzept entwickelt, welches in Form eines Demonstrationsmodells umgesetzt, validiert und präsentiert werden soll.

Neben der automatischen Integration von Systemteilnehmern, sollen die Energie- und Emissionseinsparpotentiale durch die nun mögliche Kombination von Energiebereitstellungsanlagen anhand vereinfachter Regelungsalgorithmen am Demonstrationsmodell aufgezeigt werden. Durch das in diesem Projektvorhaben entwickelte Verfahren lassen sich zukünftig verschiedene Systemteilnehmer einfach integrieren und kombinieren. Zudem wird das Nachrüsten von Systemteilnehmern in eine bestehende Gebäudeautomation durch die einheitlichen Schnittstellen erheblich erleichtert. Die Schnittstellendefinition soll unter enger Abstimmung mit der nationalen und internationalen Normung erfolgen. Die zu entwickelnden Protokolle zum Daten– und Regelungsprogrammmanagement werden so veröffentlicht, dass sie dauerhaft als Grundlage für Produktentwicklungen jedem zur Verfügung stehen.

Projekttitel:Automatische Integration von Wärme- und Stromerzeugern sowie Verbrauchern in eine Objektversorgung nach dem Plug-and-Run-Prinzip
Akronym:Autobus (Plug-and-Run-Prinzip)
Forschungsbereich:Thermo-chemische Konversion
Wiss. Ansprechpartner:Sven Schmidt
Antragsnummer:100250636
Laufzeit:01.08.2016 – 31.07.2019
Gefördert durch:Sächsische Aufbaubank (SAB)

In Kooperation mit Smart Infrastructure Hub Leipzig