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Lehrstuhl für Energieverbundtechnik // Montanuniversität Leoben
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EDCSproof

Die zunehmende Integration erneuerbarer Energien in das Strom­netz führt zu einem zunehmend schwankenden Angebot, das ins­besondere in der energieintensiven Industrie immer flexiblere Verbraucher erfordert (Demand Side Management). Die Fertigungs­industrie ist oft nicht für diesen flexiblen Betrieb ausgelegt, da Speicher (elektrisch, thermisch, etc.) und Energieumwandlungs­komponenten für das bedarfsgerechte Management (Power-to-Heat vorzugsweise durch Wärmepumpen zur Abwärmenutzung) noch nicht Standard sind. Darüber hinaus verfügen die meisten Energie­versorgungssysteme in der Industrie über konventionelle Automati­sie­rungs- und Prozessleitsysteme. Dies hat zur Folge, dass diese Systeme nicht optimal (ins­be­sondere nicht in Echtzeit, voraus­schauend und ganzheitlich) in Bezug auf niedrigste CO2-Emissionen, Maximierung des Eigen­verbrauchs erneuerbarer Energien, niedrigste Betriebskosten usw. betrieben werden. Gleichzeitig bleiben in der Industrie Abwärme­mengen ungenutzt, die aus technischer Sicht von Hochtemperatur-Wärmepumpen für bis zu 150 °C genutzt werden könnte.

Primäres Projektziel von EDCSproof ist das online, prädiktive und ganzheitliche, rekonfigurierbare Regelungskonzept für industrielle Energieversorgungssysteme, das die Integration erneuerbarer Energien durch den Einsatz von (thermischen) Energiespeichern (TES) unterstützt, als flexibler Verbraucher für elektrische Netze arbeitet (Demand Side Management unter Berücksichtigung dynamischer Tarife), die Effizienz durch optimale Regelung des Gesamtsystems erhöht und Abwärme durch den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen (HTHP, < 150 °C) nutzt und damit ein Zukunftskonzept für die Dekarbonisierung durch die Möglichkeiten der Digitalisierung aufzeigt. Dazu gehört auch eine benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstelle für die effiziente Eingabe von Produktionsplänen, die Visualisierung von aktuellen und prognostizierten Anlagenzuständen sowie mögliche Eingriffe von Bedienern und Managern. Die erste ganzheitliche Integration von HTHP und neuartigem TES in das prädiktive Online-Regelkonzept erfordert adäquate, schnelle und genaue Simulationsmodelle, die durch experimentelle Tests von TES und HTHP verbessert werden. Das innovative Gesamtkonzept wird im Labor für repräsentative Anwendungsfälle getestet und verbessert (fehlende Einheiten emuliert). Parallel dazu werden die Skalierbarkeit und Einsatzmöglichkeiten für andere Prozesse und Industriezweige in einer technisch-ökonomischen und ökolo­gisch­en Bewertung ermittelt.

Das erwartete Projektergebnis (als Teil der thematischen Modell­region NEFI) ist ein breit anwendbares, branchenübergreifendes Energiekonzept für die spätere Umsetzung an den Standorten der Projektpartner sowie für eine große Mehrheit der Unternehmen. Die Energieeffizienz und damit die Wettbewerbsfähigkeit der produzierenden Industrie wird gesteigert, der Anteil erneuerbarer Energien gefördert und die Vorreiterrolle Österreichs gestärkt. Darüber hinaus werden Anlagenbauer, Automatisierungsexperten und Technologiehersteller langfristig von zusätzlichen Business Cases profitieren.