Veröffentlichungen Projekthighlights


Ausschreibung und Aufbau der Demonstrationsanlage für den Forschungsstandort der FH Münster in Saerbeck

Neben der Simulation, wird die bereits vorhandene Technikumsanlage in Saerbeck konkret um Speicher- und Konversionstechnologien ergänzt. Speicher für Wasserstoff und Methan, eine Brennstoffzelle und zwei biologische Verfahren zur Wasserstofferzeugung und zur Herstellung von Methan werden aktuell ausgeschrieben.

Parallel zu den weiteren Tätigkeiten im Projekt, beschäftigen sich die Projektpartner mit der Ausschreibung und Beschaffung verschiedener Speicher- und Konversionstechnologien. Die Technologien sollen dabei eine vorhandene Technikumsanlage im Bioenergiepark Saerbeck ergänzen. Mit dieser Anlage aus dem Forschungsprojekt „EnerPrax“ können bereits heute verschiedene Batteriespeicheranwendungen und die Erzeugung von Wasserstoff demonstriert werden. Im Projekt EnerRegio wird die Anlage in den nächsten Wochen um Speichermöglichkeiten für Wasserstoff und Methan sowie um eine Brennstoffzelle ergänzt. Außerdem werden zwei biologische Verfahren zur Wasserstofferzeugung und zur Herstellung von Methan in die Technikumsanlage integriert. Die Inbetriebnahme dieser Technologien ist für das Jahr 2021 geplant. Wir werden Sie hier auf dem Laufenden halten.

Aufbau einer Software zur Simulation des Energiesystems in der ländlichen Region

Ein zu untersuchendes Quartier in der Gemeinde Recke wird mit Hilfe einer Simulation des Gas-Wärme-Instituts Essen e.V. abgebildet. PV-Dachanlagen, elektrische Verbraucher, der Einsatz eines Elektrolyseurs mit Methanisierung und Speichertechnik sowie die resultierenden Lastflüsse werden im Hinblick auf Auswirkungen auf das Stromnetz und die energetische Quartiersversorgunguntersucht.

Ausschnitt aus der im Aufbau befindlichen Modelica-Simulation

Für die Simulation von Strom-, Gas- & Wärmenetzen arbeitet das Gas-Wärme-Institut Essen e.V. mit der auf der Modellierungssprache Modelica basierenden Software Dymola. Sie fasst unterschiedliche Technologien als Modulbausteine in Bibliotheken zusammen, die heruntergeladen und per Drag-and-drop variabel in das Quartier integriert werden. Das zu untersuchende Quartier umfasst 22 Ein- & Mehrfamilienhäuser aus der Gemeinde Recke, wovon 4 Gebäude eine PV-Dachanlage besitzen. Um zunächst den stromseitigen Status Quo darzustellen, wurde das definierte Quartier inklusive PV-Anlagen in Dymola aufgebaut. Die von den SWTE übermittelten Erzeugungsdaten sowie regionale Einstrahlwerte des Jahres 2018 dienten dabei als Erzeugung- und Verbrauchsgrundlage. Für die Untersuchung der Lastflüsse wird darauf aufbauend die Simulation eines realistischen PV-Zubaus sowie der Integration elektrischer Verbraucher hinzugezogen. Neben einem Elektrolyseur, der Überschussstrom aus Photovoltaik in Wasserstoff umwandelt, liegt der Fokus hinsichtlich elektrischer Verbraucher auf E-Ladesäulen für Mobilitätsanwendungen. Zu diesem Zweck soll das Quartier zunächst mit einer handelsüblich bedarfsorientierten, unidirektionalen Ladesäule ergänzt werden. Darüber hinaus liegt ein besonderes Augenmerk auf der Modellierung und Integration einer bidirektionalen Ladesäule, die netzorientiert lädt, um Verteilnetze im ländlichen Raum zu stabilisieren. Die Auswirkungen der Technologien auf das Verteilnetz werden schließlich anhand von Lastflüssen für relevante Messpunkte, wie dem Netzschlechtpunkt bzw. dem Umspannwerk, untersucht.

Kooperation mit der SWTE Netz GmbH zur Untersuchung eines Modellquartiers im Tecklenburger Land (Kreis Steinfurt)

Das Projektkonsortium arbeitet eng mit der SWTE Netz GmbH & Co. KG zusammen und hat zu Forschungszwecken ein Modellquartier in Recke / Kreis Steinfurt ausgewählt.

Die Projektpartner freuen sich auf wertvolle Erkenntnisse zur Energieversorgung von morgen: (v.l.) Michael Bußmann (SWTE Netz), Dieter Ruhe (B&R Energie), Dr. Elmar Brügging und Christian Heinrich (FH Münster), Tobias Koch und Felix Schwerter (SWTE Netz). (Foto: Stadtwerke Tecklenburger Land)

Mit Thomas Harder und Lukas Püttmann haben gleich zwei Studierende der FH Münster, Campus Steinfurt im Jahr 2020 unter dem Dach der SWTE Netz GmbH & Co. KG geforscht. Beide Arbeiten beschäftigen sich mit Aspekten der Energiewende auf dem Lande. Dazu hat die FH Münster in Zusammenarbeit mit der SWTE Netz ein Modellquartier in Recke / Kreis Steinfurt ausgewählt. Für SWTE Netz-Geschäftsführer Tobias Koch ist die Zusammenarbeit mit der FH Münster eine echte Win-Win-Situation. „Als noch junger Netzbetreiber sind wir in einer Branche aktiv, die wie kaum eine zweite von den Herausforderungen der Digitalisierung betroffen ist“, sagt er. „Vor diesem Hintergrund wollen wir die Hand am Puls der Zeit haben und mit jungen Menschen aus Forschung und Lehre zusammenarbeiten.“ Die SWTE Netz ist die Netzgesellschaft der Stadtwerke Tecklenburg. Seit Jahresanfang 2020 betreibt die SWTE Netz das Gasverteilnetz sieben Kommunen im nördlichen Kreis Steinfurt, zum 1. Januar 2021 übernimmt sie auch das Stromnetz in der Region.

Eine Umfrage zum Mobilitätsverhalten und zur Wärmeerzeugung wurde im Musterquartier erfolgreich durchgeführt

Die Untersuchung des Wärmebedarfs und Mobilitätsverhalten in dem Musterquartier sollen durch Haushaltsbefragungen ergänzt werden. Diese werden anschließend in der Simulationssoftware integriert.

Lukas Püttmann schreibt derzeit seine Masterarbeit unter dem Dach der SWTE Netz. Am 7. Oktober möchte er für seine Forschungsarbeit gemeinsam mit einem Mitarbeiter der FH Münster Bürger in Recke befragen.

Damit letztlich mit Hilfe der Simulationssoftware ein realitätsnahes Energienutzungskonzept zur ganzheitlichen Versorgung des Musterquartiers mit erneuerbaren Energien erstellt werden kann, wurde in Zusammenarbeit mit den SWTE eine Haushaltsbefragung zur Untersuchung des Wärmebedarfs und des Mobilitätsverhaltens durchgeführt. Das Ziel der Befragung war es, durch die Erhebung konkreter Daten zum Wärmebedarf und zum Mobilitätsverhalten, die bisher diffuse Datenlage zu ergänzen und eine belastbare Grundlage für die Modellierung des Untersuchungsgebiets zu schaffen. Derzeit werden die Ergebnisse dieser Befragung ausgewertet und für die Berücksichtigung bei der Modellierung des Quartiers vorbereitet. Vorläufig kann jedoch festgestellt werden, dass im Musterquartier zwar ein großes Interesse an dem Ausbau der Elektromobilität und der erneuerbaren Wärmeversorgung besteht, dieser bislang jedoch insbesondere durch den hohen Investitionsaufwand gebremst wird. Darüber hinaus zeigte die Befragung, dass auch bei moderatem Nutzungsverhalten die Reichweite batterie-elektrischer Fahrzeuge sowie eine schlechte Ladesäuleninfrastruktur noch immer als Ausschlusskriterium genannt werden. Während der Befragung wurde zudem besonders das Interesse an einer besseren Anbindung an öffentliche Verkehrsmittel deutlich.