Annalena Schindlmeier
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Partner

Das iHEM-Projektkonsortium setzt sich aus neun Partnern aus Industrie und Forschung zusammen. Sowohl die elektrischen als auch die thermischen Gestehungsprozesse werden jeweils von einem Partner aus beiden Bereichen durchgeführt. Durch diese enge Kooperation kann ein intensiver Wissensaustausch erfolgen, der nicht nur eine detaillierte Forschungstätigkeit für das Projekt, sondern auch die Marktreife bzw. Validierung des Systems gewährleistet.


            Das Institut für Energie- und Antriebstechnik der Hochschule Ulm kann auf eine über 20-järige Erfahrung aus dem Bereich moderne Energiesysteme und deren Integration in bestehende Systeme zurückgreifen. Dabei können sowohl thermische als auch elektrische Energiesysteme im Labor mit Hilfe von Simulationen in TRNSYS und MATLAB-Simulink modelliert und die Integration in Gebäude und öffentliche Infrastruktur untersucht werden. Mit Hilfe von verschiedenen Prüfständen werden die Ergebnisse validiert und als optimierte Modelle für größere Systeme genutzt. Aktuell sind drei Laborversuchsaufbauten an der Hochschule Ulm vorhanden, die zur Untersuchung von solarthermischem Heizen und Kühlen unter Anwendung von Schichtspeichersystemen genutzt werden. Das Monitoring von großen solarthermischen Anlagen und komplexen Gebäuden ist ebenfalls ein Arbeitsbereich des Instituts. Modellbasiert werden hier Steuer- und Regelfunktionen unterschiedlichster Systeme umgesetzt. Insbesondere wurde das bis 2008 größte Passivhaus-Bürogebäude  der Welt in seinem primärenetgetischen, thermischen und lichttechnischen Langzeitverhalten untersucht. Dabei wird die jeweilige Belegung des Gebäudes sowie flukturierendes Nutzerverhalten in die Forschung miteinbezogen.


          Seit über 30 Jahren unterstützt die meteocontrol GmbH Solarprojekte und entwickelt und vermarktet Dienstleistungen und Produkte im Bereich von Energie- und Wetterdatenmanagement. Meteocontrol gehört zu den führenden Anbietern von Überwachungslösungen für private und gewerbliche Solaranlagen und ist mit rund 14% Marktanteil bei professionell überwachten Anlagen weltweiter Marktführer in diesem Segment. Über 39.500 PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von rund 10,5 GWp werden aktuell mit dem Monitoringsystem safer’Sun und WEB’log überwacht. Des Weiteren können auf der Grundlage von hochvaliden Strahlungsdaten präzise Energieleistungsprognosen erstellt werden, die zur genauen Planbarkeit der PV-Leistung, der Netzlasten und des solaren Anteils am Energiemix  für Anlagenbetreiber, Energieversorger und Netzbetreiber beitragen. Damit stellt meteocontrol einen gefragten Beratungspartner bei nationalen und internationalen Großprojekten dar.


           Seit 2007 arbeitet das EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e.V. (NEXT ENERGY) in den Bereichen Dünnschicht-Photovoltaik, Brennstoffzellen und Energiespeicherung. Das Zentrum ist ein anwendungsorientiertes Forschungsinstitut in der Rechtsform eines gemeinnützigen Vereins mit derzeit zwölf Mitgliedern und fungiert als An-Institut der Universität Oldenburg. Für das Projekt iHEM sind vor allem die Erfahrungen aus dem Bereich der Brennstoffzellenforschung von Bedeutung. Next Energy untersucht hierbei Lebensdauer, Kosten und Wirkungsgrade, um effiziente Betriebsführungsstrategien zu entwickeln. Dabei werden im Realbetrieb Optimierungsansätze erarbeitet und in Zeitraffertest hinsichtlich technischer Reife und Umsetzbarkeit evaluiert. Die Durchführung der Forschungsarbeiten umfasst sowohl grundlegende als auch systemorientierte Themen und erfolgt mit eigenentwickelten Hardware- und Softwaretools. Hierfür steht eine breites Spektrum an infrastruktureller Ausstattung zur Verfügung, die von Messtechnik und Analytik bis hin zu vollautomatisierten Prüfständen und Testplattformen zur Nachbildung diverser Gebäude und Nutzer bzw. Verbraucher und Erzeuger reicht. Bei den bisher umgesetzten Projekten handelt es sich um Auftragsforschung für Systemhersteller und Betreiber von mikro-KWK-Systemen und PV-Stromspeichersystemen zur Hausenergieversorgung. Hierfür wurden nicht nur KWK-Systeme, Zusatzheizgeräte und Pufferspeicher als Gesamtsysteme, sondern auch die einzelnen Subsysteme und die jeweilige Hydraulik unter Inbezugnahme von hochaufgelösten Messdaten analysiert.


           OFFIS organisiert sich in die drei aus der Informatik getriebenen Forschungs- und Entwicklungsbereiche Energie, Gesundheit und Verkehr. Die zahlreichen Informatikprojekte haben fast immer direkten Anwendungsbezug. Der Bereich Energie beschäftigt sich mit Fragestellungen im Kontext des dezentralen Energiemanagements. OFFIS entwickelt integrierte Lösungen für die verteilte Steuerung dezentraler Anlagen, Demand-Side Management, energieeffiziente Rechenzentren und die Bereitstellung netzkritischer Systemdienstleistungen. Seit einigen Jahren werden algorithmische Ansätze im Energiemanagement insbesondere in Kombination von Simulationen und Feldtests untersucht. Aus den projektspezifischen Vorarbeiten ist das Simulationsframework "mosaik" entstanden, welches ermöglicht, Energiesystem- und Smart Grid-Simulationen aus unterschiedlichen Quellen zu vereinen und als Gesamtsystem zu simulieren und evaluieren. OFFIS verfügt über ein Netzwerk von Partnern aus unterschiedlichsten Disziplinen sowie langjährigen Kooperationen mit Herstellern und Anwendern, wodurch ein valider Beitrag zu ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Herausforderungen für eine nachhaltige Energiewirtschaft geleistet werden kann.


           Als Dienstleister für Unternehmen aus den Bereichen Energieerzeugung und -handel verfügt die ProCom GmbH über langjährige Erfahrungen und Kompetenzen, die hinsichtlich Bewertung, Entwicklung und Validierung von Betreiber- und Geschäftsmodellen für zukünftige innovative Hausenergieversorgungssysteme von großer Bedeutung sind. Zum Dienstleistungsportfolio des seit 1977 bestehenden Familienunternehmens gehören neben Energiehandel und -beschaffung, die Planung und Optimierung von Energieerzeugungsprozessen inklusive Wirtschaftlichkeits-betrachtung auch  die Einsatzplanung von virtuellen Kraftwerken und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Die dabei enstehenden Fragestellungen zur Verbund- und Betriebsoptimierung sowie Investitionsberechnungen werden miteinbezogen und passende Lösungen angeboten. ProCom bringt ebenfalls Erfahrungen aus energiewirtschaftlichen Themenfeldern wie etwa Machbarkeitsanalysen auf technischer, ökologischer und ökonomischer Ebene sowie aus umgesetzten Forschungsprojekten mit in das Projekt. Mit Hilfe des europaweit an 70 Standorten eingesetzten IT-Produkts BoFiT wird aktuell die Erzeugung von etwa 30 GW im täglichen operativen Betrieb optimiert.


      Die 1997 gegründete Sailer GmbH entwickelt, fertigt und vertreibt energieeffiziente Warmwassersysteme. Dazu gehören Warmwasserspeicher mit patentierter Schichtladetechnik, Frischwasserstationen für eine hygienische und legionellenfreie Warmwasserbereitung sowie  Systeme für solares Heizen (Solarthermie). Das breite Leistungsspektrum umfasst Lösungen für Wohnungsbau, Hotelerie, Gastronomie, Gewerbe, Industrie und öffentliche Einrichtungen. Die Anwender setzen sich daher zusammen aus Installateuren, Architekten, Hausbesitzer, Handelspartner und Investoren. Um Wärmeerzeuger, Verbraucher, Speicher und Heizkreise miteinander zu verbinden, bietet Sailer innovative Regelgeräte zur Vernetzung der thermischen Komponenten für einen hocheffizienten Betrieb an. Des Weiteren kann das Unternehmen auf Erfahrungen aus umgesetzten Projekten zurückgreifen, die komplette Anlagenmodernisierungen inklusive Konzeption und Auslegung der Anlagentechnik mit Aufwänden im Bereich der Adaption und Optimierung umfassen.


       Die Steca Elektronik GmbH ist ein weltweit agierendes mittelständisches Unternehmen, das seit 1976 elektronische Baugruppen und Geräte entwickelt und produziert. Die Geschäftbereiche setzen sich zusammen aus der Produktion von Präzisionselektronik zur Entwicklung und Fertigung elektronischer Komplettsysteme, Solarelektronik für PV und Solarthermie, Batterie-Ladesystemen und Kabeltechnik. Durch das optimale Zusammenspiel zwischen Konzeption, Entwicklung, Produktion und Vertrieb ist Steca im Bereich der Solar-Laderegler Weltmarktführer. Die Regler sind einsetzbar für solarthermische Anlagen sowie Insel- und netzgekoppelte PV-Anlagen. Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung im Bereich von Komponenten für batteriegestützte PV-Anlagen, einer eigenen Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsabteilung für PV-Komponenten verfügt Steca über das optimale Know How, die im Projekt gesetzten Ziele auf Seite der Leistungselektronik technisch versiert zu unterstützen.


            Der Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik (EES) wurde im Mai 2010 neu gegründet und beschäftigt sich mit der Charakterisierung, der Modellbildung und Testung im Bereich der Batteriesystemtechnik unter natur- und ingenieurswissenschaftlichen Gesichtspunkten. Dafür stehen ein Batterieprüflabor und ein Elektroniklabor für die Forschung zur Verfügung. Bei der Modellbildung von Lithium-Ionen Zellen werden sowohl detaillierte physikalisch-chemische Modelle als auch Lebensdauermodelle und Modelle für vielzellige Systeme unter Berücksichtigung der Zelltemperaturen entwickelt. Des Weiteren werden unterschiedliche Ladeverfahren für unterschiedliche Batteriesysteme und deren Auswirkung auf die Lebensdauer der Zellen untersucht. Neben dem Ladeverfahren entwickelt der EES Lehrstuhl auch Batteriemanagementsysteme auf Hardware- und Software-Seite. Durch eine umfangreiche Testmethodik ist es somit möglich, die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit der Batteriesysteme zu evaluieren und die jeweils effizienteste Betriebsweise zu ermitteln.


          Seit mehr als 20 Jahren ist die Abteilung Energie- und Halbleiterforschung (EHF) am Institut für Informatik der Universität Oldenburg in der grundlagenorientierten und angewandten Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien tätig. Unter anderem beschäftigt sich die Abteilung mit Photovoltaik, Energiespeichertechnologien, Simulation und Analyse von erneuerbaren Energiesystemen und der Energiemeteorologie. Die Arbeitsgruppe Energiemeteorologie fungiert hier als eigenständiger und interdisziplinärer Forschungsbereich, der den zunehmenden Einfluss von Wetter und Klima auf die Energieversorgung untersucht. Dabei steht die Solarstrahlung mit ihrer zeitlichen und räumlichen Variabilität und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Leistung der Komponenten bis hin zum Energieversorgungsunternehmen im Mittelpunkt. Gerade die Verbesserung der standortspezifischen Solarstrahlungsprognose durch Kombination verschiedener numerischer Wettervorhersagemodelle soll im Rahmen dieses Projektes weiter vorangetrieben werden und in erster Linie eine Optimierung der Prognosen für bis zu 2 Tage im Voraus nach sich ziehen. Diverse Verfahren - von der Untersuchung von Wolkenzugsvektoren bis zum Post-Processing - stehen der Arbeitsgruppe dafür zur Verfügung. Auch bietet die Universität Oldenburg seit 2009 zusammen mit der meteocontrol GmbH  einen operationellen Wetterdatenservice an.