Projektübersicht

ProEnergie - Bayern: Effizienz- und Flexibilitätsgewinn durch Optimierung von Betriebsstrategien der energetischen Gebäudeinfrastruktur basierend auf prognostizierten Energiebedarfen der Produktion

Motivation

Die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen hängt stark vom effizienten Umgang mit Produktionsressourcen sowie von der Flexibilität zur Anpassung an sich verändernde Produktions- und Marktbedingungen ab. Dabei ergeben sich wesentliche Anforderungen an die energetische Infrastruktur (EGI) einer Produktionsstätte aus der Produktion selbst, z. B. Versorgungssicherheit, Effizienz und Vermeidung von Lastspitzen.

Vorgehen

ProEnergie zielt darauf ab, die energetischen Anforderungen unterschiedlicher produzierender Gewerbe zu analysieren und darauf aufbauend Strategien zu entwickeln, welche die Unternehmen bei der Erhöhung ihrer Effizienz und Flexibilität unterstützen, indem die Konfiguration und der Betrieb der EGI angepasst und optimiert wird.

Hierfür werden intelligente Betriebsstrategien für das Wärme- und Kältenetz auf Basis von Prognosen, der Einsatz von elektrischen und thermischen Energiespeichern sowie die Kopplung der Energiesektoren berücksichtigt. Ziel ist die Quantifizierung von Effizienz- und Flexibilitätspotenzialen, wodurch Handlungsoptionen bezüglich des aktuellen Betriebs und der Erweiterung sowie Adaption der EGI aufgezeigt werden.

Um eine breite Anwendbarkeit zu erreichen, sind Industrieunternehmen aus den verschiedensten Branchen (Automobil, Metall, Leichtbau, Textilien, Kunststoff und Keramik) sowie die Fraunhofer-Institute IISB und IPA beteiligt

© Fraunhofer IISB, Fraunhofer IPA
Schematische Darstellung der Energie- und Informationsflüsse, welche im Rahmen der Softwarewerkzeuge in ProEnergie betrachtet und optimiert werden.

Projektziele

Als Projektergebnis sind zwei Softwarewerkzeuge geplant, welche im Folgenden kurz beschrieben werden. Weitere Informationen dazu sind in der Beschreibung der Arbeitspakete zu finden.

Das Produktions-Lastgang-Tool ermöglicht die Vorhersage des Strom-, Wärme-, Kälte- und Gasbedarfs einer Produktion basierend auf Planungsdaten. Es werden Verfahren aus dem Bereich Machine Learning (ML) eingesetzt, um das Vorhersagemodell mittels historischer Daten zu trainieren. Unter Verwendung von Produktionsplanungsdaten und Wetterprognosen werden anschließend Bedarfsprognosen erstellt.

Mit dem EGI-Optimierungs-Tool wird die EGI simuliert und optimiert. Die Basis dafür stellt das flexibel konfigurier- und parametrierbare EGI-System dar, welches die Anlagen zur Energiebereitstellung und -speicherung sowie die Bedarfe (Lastprofile) und externe Daten enthält. Die Ergebnisse werden innerhalb der Benutzeroberfläche dargestellt und können zur weiteren Verarbeitung exportiert werden.

Zusätzlich erfolgt mit dem Lastprofil-Analyse-Tool eine Analyse der Lastgänge, das Tool ist unter Veröffentlichungen frei verfügbar. Mit Hilfe einer Excel-basierten Wirtschaftlichkeits-Analyse werden die Ergebnisse aus dem EGI-Optimierungs-Tool wirtschaftlich bewertet.

Die Validierung der beiden Softwaretools erfolgt mit den Projektpartnern. Neben Einsparungen bei den Energiekosten wird durch die Erhöhung der Anlageneffizienz auch der Einsatz primärer Energieträger verringert. Dadurch wird ein wirkungsvoller Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen sowie zur Einhaltung der Klimaziele geleistet.

© Fraunhofer IISB, Fraunhofer IPA, IA tech
Darstellung der Softwarewerkzeuge (Tools), welche im Rahmen von ProEnergie entwickelt werden.

Förderung

Das Projekt ProEnergie - Bayern wird von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert. Die Projektlaufzeit beträgt drei Jahre, wobei die Bearbeitung von ProEnergie am 01.02.2020 startete und nach Projektplan am 31.01.2023 abgeschlossen wird.

© Bayerische Forschungsstiftung