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Verbundprojekt: MPC-Geothermie: Einbindung von Erdwärmesonden (-feldern) in die Gebäudesteuerung mittels Model Predictive Control; TV: Kopplung EWS Feld mit Gebäudeautomation - Entwicklung und Demonstration

Förderzeitraum
2019-05-01  –  2023-04-30
Bewilligte Summe
677.035,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETW006A
Leistungsplansystematik
Wärmenutzung oberflächennaher Geothermie im Gebäudebereich [EA4321]
Verbundvorhaben
01184675/1  –  MPC-Geothermie
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIC6)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN6)
Förderprogramm
Energie
 
Im Laufe der letzten Jahre wurden zunehmend Gebäude mit hochintegrierten Energiesystemen ausgestattet, bei denen Erdwärmesondenfelder (EWS-Felder) als zentrales Element der Gebäudebeheizung und -kühlung eingebunden sind. Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass in vielen Fällen in Ermangelung von technischen Richtlinien als auch von personellem Know-How eine optimale Betriebsführung der Sondenfelder nicht erreicht wird. Um die Potenziale bestehender und zukünftiger Erdwärmesondenfelder besser auszuschöpfen und vor allem um deren nachhaltige Nutzung zu ermöglichen, soll eine generische Methode zur Entwicklung und Implementierung von Betriebsstrategien für EWS-Felder erarbeitet werden. Diese Methode soll am EWS-Feld des E.ON Energy Research Centers (E.ON ERC) erprobt und anschließend für beliebige EWS-Felder weiterentwickelt werden. Ziel ist es, die Lücke zwischen Planung und Betriebsführung von Erdwärmesondenfeldern zu schließen und so die Grundlagen für ein technisches Regelwerkzeug zu schaffen, mit dem Erdwärmesonden optimal in die Energiekonzepte von Gebäuden eingebunden werden können. Dadurch kann eine stärkere Marktdurchdringung der flachen Geothermie und eine Kostenreduzierung der Geothermienutzung im gesamten europäischen Markt erreicht werden. Methodisch basiert die geplante Einbindung von EWS-Feldern in die Gebäudesteuerung auf der Prognose deren Kurz- und Langzeitverhaltens mittels der numerischen Simulation des Wärmetransports sowohl in den Erdwärmesonden als auch in deren Umfeld. Diese Prognosen werden für die Einbindung von EWS-Feldern in das Gebäudeenergiesystem genutzt. Dabei verfolgen wir zwei wesentliche Ziele: 1. MPC (model predictive control) basierte Integration von EWS-Feldern in automatisierte Gebäudeenergiesysteme und 2. die optimale und nachhaltige Nutzung von EWS-Feldern.