Bewertung der Bauteilaktivierung als Option für Flexibilität im Strommarkt

Projektpartner

• IIBW – Institut für Immobilien, Bauen und Wohnen

Projektbeschreibung

Die Umstellung der Stromerzeugung auf erneuerbare Quellen bringt viele Herausforderungen mit sich. Besonders die Volatilität von Wind und PV wird in Zukunft die Mechanismen zur Netzstabilisierung vermehrt fordern und auch zu sehr dynamischem Preisgeschehen an den Strombörsen führen. Um diese Volatilität abzufedern stehen regelbare Kraftwerke (z.B. Pumpspeicher) nur begrenzt zur Verfügung. Um den Bedarf decken zu können, müssen auch neue Speichertechnologien oder aber flexible Endverbraucher („demand response") eingesetzt werden. Noch wenig am Radar der E-Wirtschaft ist in diesem Kontext die Nutzung des Gebäudesektors als Flexibilität. e7 energy innovation & engineering und das IIBW haben im Auftrag des Klimaschutzministeriums eine Studie mit dem Ziel erstellt, Bauteilaktivierung und Fußbodenheizungen als thermische Speichermedien für die Energiewende in Diskussion zu bringen.

Gebäudesimulation und Optimierung

Zur Klärung der Forschungsfrage wurde von e7 eine komplexe Methodik mit einer dynamischen Gebäudesimulation aufgesetzt. Es wurden unterschiedliche Referenzgebäude mit typischen U-Werten, Fensterflächen etc. und PV-Nutzung modelliert. Danach wurden die Gebäude im Jahresablauf unter Berücksichtigung der Außentemperaturen, der Sonneneinstrahlung und der Komfortbereiche für Heizen und Kühlen simuliert.

Dann wurde ein mathematisches Optimierungsmodell mit einer Steuerung der Wärmepumpen zur bestmöglichen Nutzung der Schwankungen des Strompreises über das Modell gelegt. Aus dem Vergleich des ungesteuerten Szenarios (Business as usual) mit einem preisgesteuerten optimierten Szenario (Börsenpreise am Day-Ahead-Markt mit prognostizierten Preisen und Volatilitäten bis 2040) wurde sodann der geldwerte energiewirtschaftliche Nutzen der Flexibilität berechnet.