DecenTGrids - Dezentrale Speicher für das Energiemanagement in thermischen Netzen – Optimale Auslegung und Betrieb

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502748

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Wärmespeicher können dabei helfen, thermische Netze rationaler zu dimensionieren und zu betreiben. Es können damit Lastspitzen geglättet und der Einsatz fossiler Spitzenlastkessel vermieden werden. Wärmeüberschüsse können zwischengespeichert werden. Insbesondere dezentrale Speicher ermöglichen es zudem, einzelne Netzabschnitte zu entlasten, bzw. Netzverdichtungen und Erweiterungen zu ermöglichen. Sie sind auch ideal für die effiziente Einbindung dezentraler Wärmeerzeuger. In diesem Projekt werden die möglichen Kosten- und Emissionseinsparungen durch den Einsatz dezentraler thermischer Speicher in unterschiedlichen Fernwärmenetzen quantifiziert. Zusätzlich zu Empfehlungen für die Dimensionierung und den Betrieb solcher Speicher, wird ein Excel-Anwendertool entwickelt, mit dem Planer den Einfluss von Speichern auf die Leistungsverteilung und die Kosten eines thermischen Netzes bestimmen können.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Heat storage tanks can help to rationalize the dimensioning and operation of thermal networks. They can be used to smooth load peaks and avoid the use of fossil fuel peak load boilers. Excess heat can be stored temporarily. In particular, decentralized storage tanks make it possible to relieve the load on individual network sections and enable network densification and expansion. They are also ideal for efficiently integrating decentralized heat generators. In this project, the possible cost and emission savings resulting from the use of decentralized thermal storage in different district heating networks are quantified. In addition to recommendations for the sizing and operation of such storage, an Excel application is developed that planners can use to determine the influence of storage on the power distribution and the costs of a thermal network.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Les accumulateurs de chaleur peuvent aider à dimensionner et à exploiter les réseaux thermiques de manière plus rationnelle. Ils permettent de lisser les pics de charge et d'éviter l'utilisation de chaudières fossiles pour les pics de charge. Les excédents de chaleur peuvent être stockés temporairement. Les accumulateurs décentralisés, en particulier, permettent en outre de délester certaines sections du réseau ou de permettre des densifications et des extensions du réseau. Ils sont également idéaux pour l'intégration efficace de générateurs de chaleur décentralisés. Dans ce projet, les économies de coûts et d'émissions possibles grâce à l'utilisation d'accumulateurs thermiques décentralisés dans différents réseaux de chauffage urbain sont quantifiées. En plus de recommandations pour le dimensionnement et l'exploitation de tels réservoirs, un outil utilisateur Excel sera développé pour permettre aux planificateurs de déterminer l'influence des réservoirs sur la distribution de puissance et les coûts d'un réseau thermique.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Thermische Speicher für Wärmenetze können dazu beitragen, Lastspitzen zu glätten und den Einsatz fossiler Spitzenlastkessel zu vermeiden oder zu reduzieren. Lastspitzen können geglättet und der Einsatz fossiler Spitzenlastkessel vermieden werden. Wärmeüberschüsse können zwischengespeichert werden. Insbesondere dezentrale Speicher lassen es auch zu, einzelne Netzabschnitte zu entlasten, bzw. Netzverdichtungen und Erweiterungen zu ermöglichen. Sie sind auch ideal für die effiziente Einbindung dezentraler Wärmeerzeuger. In diesem Projekt werden die möglichen Kosten- und Emissions-einsparungen durch den Einsatz dezentraler thermischer Speicher in unterschiedlichen Fernwärmenetzen quantifiziert. Neben Empfehlungen für die Dimensionierung und den Betrieb solcher Speicher, wird ein Excel-Anwendertool entwickelt, mit dem Planer den Einfluss von Speichern auf die Leistungsverteilung und die Kosten eines thermischen Netzes bestimmen können. Im ersten Projektjahr werden drei typische Wärmenetze ausgewählt und  durch ihren Wärmebedarf, ihre spezifischen Kosten und die Umweltauswirkungen von Komponenten und Betrieb definiert. Der Ansatz zur Generierung von Daten über die Auswirkungen des Einsatzes von (de-)zentralen Speichern in den Netzen wurde angepasst. Die Entwicklung der Werkzeuge zur Datengenerierung und zur Darstellung der Ergebnisse für Planer ist im Gange.

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Thermal storages for thermal grids can help to smooth out peak loads and to avoid or reduce the use of fossil back-up systems. Heat surpluses can be stored temporarily. Decentral storage systems in partic-ular also make it possible to relieve the load on individual grid sections, or to enable grid densification and expansion. They are also ideal for the efficient integration of decentral heat sources. In this project, the possible cost and emission savings through the use of decentral thermal storage units in different district heating grids are quantified. In addition to recommendations for the dimensioning and operation of such storage units, an Excel user tool will be published, which will allow planners to determine the influence of storage units on the thermal load distribution and the costs of a thermal grid. In the first project year, three typical thermal networks are chosen and defined by their heat demand, specific costs, and environmental impacts of components and operation. The approach for generating data on the effects of using (de-)central storages in the networks was adapted. The development of the tools used for generating data and for presenting the results for planners is ongoing.

Zugehörige Dokumente

• Interim report_english [PDF] 950 kB