Anlagen mit Groß-Wärmepumpen im netzdienlichen Betrieb

Projekt

Mit dem Projekt sollen die Potenziale von GWP evaluiert werden, um Reservekapazitäten für das Stromübertragungsnetz flexibel bereit zustellen. Durch eine intelligente Steuerung können Wärmepumpen – durch die Speicherung von thermischer Energie – einen Beitrag für die Stabilität der Stromnetze leisten und so den weiteren Ausbau erneuerbarer Stromquellen unterstützen.

Elektrische Energie weist durch den Ausbau der erneuerbaren Energien eine immer günstigere CO2 Bilanz aus. Im Bereich der Gebäudeheizung stellt daher, neben der Gebäudesanierung, die Modernisierung der Heizungsanlagen und Umstellung auf Wärmepumpen ein großes Potential dar. Der Ausbau der erneuerbaren Energien im elektrischen Netz erfordert jedoch einen steigenden Bedarf an flexiblen Verbrauchern, da die Bereitstellung von Reservekapazitäten teuer und bezüglich der CO2 Emissionen ungünstig ist. Wärmepumpen können dabei durch ihre einfache Möglichkeit der Speicherung von thermischer Energie auf der Seite des Verbrauchs eine große Rolle spielen.

Größere Wärmepumpen (GWP) mit einer Heizleistung zwischen ca. 50 kW und 500 kW haben durch ihre große elektrische Leistung ein besonders hohes Potential im netzdienlichen Einsatz, insbesondere, wenn im Fall von multivalenten Anlagen (Anlagen mit weiteren, alternativen Wärmeerzeugern) der Nachholeffekt der kleinen Wärmepumpenanlagen vermieden werden kann.

Nachteilig wirkt sich bei den Anlagen mit GWP aus, dass ihre Anzahl begrenzt ist. Der Leistungsbereich über 50 kW (Heizleistung) hat in Stückzahlen einen Anteil unter 10 % am Markt. Allerdings machen diese Wärmepumpen bei der jährlich installierten elektrischen Anschlussleistung etwa 30 % aus (2022).

Ziele

Für ein netzdienliches Verhalten muss jede Anlage möglichst genau prognostizierbar und steuerbar sein. Ziel des Projektes ist, durch Simulationsstudien und anhand von Pilotanlagen das Verhalten von multivalenten Anlagen genauer zu erfassen und die Erweiterung der Ansteuerungs-Schnittstelle zu konzipieren. Dadurch sollen multivalente Anlagen sowohl zur Lastverschiebung als auch zur Lastvermeidung und Lastanreiz genutzt werden können, ohne dass es zu negativen Auswirkungen durch falsche Lastanreize (Nachholeffekte, Energiemehrverbrauch) kommt.