Forschungsprojekt von Hochschule und Stadtwerken Ulm geht volle Energie voraus

Holger Ruf, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Energie- und Antriebstechnik der Hochschule Ulm, hatte dem 21köpfigen Expertenbeirat aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft auf der „Smart Grid Week 2014“ in Graz ein Poster mit Konzeption, Zielen und aktuellen Ergebnissen des Projekts präsentiert. „Ich sehe die Auszeichnung als Bestätigung, dass die Ideen und Ansätze, die wir verfolgen, richtig sind“, erklärt Ruf. „ Wir freuen uns sehr, dass die Ergebnisse auch auf internationaler Ebene anerkannt werden – für die gesamte Forschergruppe bringt dies extra Motivation, unseren Weg entschieden weiterzuverfolgen.“

Das Stromnetz der zukunft muss intelligent sein

„Smart Grids“ müssen flexibel auf die wechselnde Intensität von Energieeinspeisung durch verschiedene Quellen reagieren können. Eine öffentlich wenig diskutierte Folge der verstärkten Nutzung regenerativer Energien und ihrer Einbindung in moderne Gebäudekonzepte ist, dass gerade die lokalen Netze in ihrer heutigen Form für die dezentrale Einspeisung durch Solaranlagen nicht geplant sind. Ursprünglich werden Verteilnetze zentral gesteuert und sind darauf ausgerichtet, dass der Verbraucher Energie für Herd, Waschmaschine und andere Geräte bezieht. Heute schicken Haushalte nun aber selbst Strom in die Leitungen hinein, so dass die Energieströme in zwei Richtungen fließen.

Um passende Systeme für das Stromnetz der Zukunft zu entwickeln, das aktiv steuerbar ist, betreibt das Ulmer Energieprojekt seit 2011 ein „reales Forschungslabor“ in Ulm-Einsingen, das 2013 um das Gebiet Senden-Hittistetten erweitert wurde. Unter anderem werden hier für die Netzanalyse und die Netzplanung Wohnhäuser mit „Smart Metern“ ausgestattet, Energiezählern für Strom und Gas, die dem Anschlussnutzer exakt den tatsächlichen Energieverbrauch und die tatsächliche Nutzungszeit anzeigen. Aus den Messdaten erhält das Forscherteam unter Anderem wichtige Erkenntnisse über Stromnetzbelastungen und Spannungsänderungen bei hoher Photovoltaik-Einspeisung.

„Das Ziel dieser Forschungsarbeiten ist die Auswahl geeigneter Maßnahmen für einen kostengünstigen Umbau des Verteilnetzes zu einem intelligenten Netz, welches hohe Anteile von Solareinspeisungen aufnehmen kann“, erläutert Prof. Gerd Heilscher, Leiter des Smart Grid-Forschungsteams an der Hochschule Ulm.

Plusenergie Projekthaus Ulm für nachhaltige Energienutzung

Integraler Bestandteil des realen Forschungslabors ist das „Plusenergie Projekthaus Ulm für nachhaltige Energienutzung“. Das spezielle Forschungsziel hier ist, wirtschaftliche Konzepte für Privatgebäude zu entwickeln, die einen Beitrag zur Transformation des Energiesystems leisten können und eine größere Unabhängigkeit von steigenden Energiekosten ermöglichen. Zu diesem Zweck haben die Projektpartner ein neu errichtetes Niedrigenergiehaus in der Region Ulm, das von einer Familie bewohnt wird, mit Messtechnik und Datenaufzeichnung ausgestattet, um reale Verbrauchsdaten generieren und bewerten zu können. Die Untersuchungen adressieren die eingesetzten technischen Mittel und ihre tatsächliche Korrelation mit Umweltbedingungen, Effizienz, Wirtschaftlichkeit, Wiederverwertbarkeit sowie Steuerbarkeit um sich möglichst harmonisch in das Stromnetz zu integrieren.

Im Projekthaus werden eine Vielfalt von Techniken und Kombinationsmöglichkeiten realisiert und getestet, darunter eine Photovoltaik-Anlage mit optimierter Neigung und Ausrichtung, ein Batteriespeicher mit Lastmanagement, eine Pelletheizung, elektrische Speicherheizung sowie eine Luftwärmepumpe, ein Lüftung mit Wärme- und Feuchterückgewinnung, ein thermischer Energie-Schichtspeicher, eine Regenwassernutzungsanlage und Systeme für Gebäudevernetzung und die digitale Steuerung der Datenerfassung.