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Erschienen in:
01.04.2024 | Forschung | Energiemärkte
Entwicklung eines digitalen Wärmepumpenmodells zur Analyse des Anlagenverhaltens in einem intelligenten Netzengpassmanagement
Erschienen in: Zeitschrift für Energiewirtschaft | Sonderheft 1/2024
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Kompakt
Durch die aktuell diskutierte Umsetzung der Wärmewende wird in den nächsten Jahren in den Verteilnetzen ein starker Zubau an Wärmepumpen zur Erzeugung von Raumwärme und Trinkwarmwasser erwartet. Dies bringt die Verteilnetze an die Grenzen der Belastbarkeit, weshalb Lösungen benötigt werden, mit denen die Anzahl an Wärmepumpen in den Verteilnetzen erhöht werden kann, ohne Netzausbau betreiben zu müssen. Ein Ansatz ist die Nutzung eines intelligenten Netzengpassmanagementsystems.
In diesem Artikel wird ein ausführliches Anlagenmodell für die mathematische Beschreibung von individualisierten Wärmepumpenanlagen zur Erzeugung von Raumwärme und Trinkwarmwasser in Wohngebäuden vorgestellt.
Auf Basis dieses Anlagenmodells wird die Ermittlung der Flexibilität der Wärmepumpe für die Integration der Anlage in ein intelligentes Netzengpassmanagement sowie die Umsetzung von Stellbefehlen des intelligenten Netzengpassmanagements in der Wärmepumpe beschrieben. Die einzuhaltende Randbedingung bei der Flexibilitätsermittlung und -umsetzung ist die Verhinderung eines Komfortverlustes für den Anschlussnehmer bei der Nutzung der Wärmepumpe als Flexibilitätsoption im intelligenten Netzengpassmanagement.
In diesem Artikel wurde mit Modellen untersucht, ob mit Wärmepumpen als Flexibilitätsoption und Nutzung eines intelligenten Netzengpassmanagementsystems mehr Wärmepumpen in ein Verteilnetz integriert werden können als ohne Einsatz eines intelligenten Netzengpassmanagementsystems. Gleichzeitig wurde untersucht, ob durch den Einsatz eines intelligenten Netzengpassmanagementsystems ein Komfortverlust für den Anschlussnehmer auftritt.
Wie die Untersuchungen in diesem Artikel zeigen, können mit einem intelligenten Netzengpassmanagementsystem mehr Wärmepumpen in ein Verteilnetz integriert werden als ohne intelligentes Netzengpassmanagementsystem. Dies liegt daran, dass auch im Starklastfall der Wärmepumpe ein Lastverschiebungspotenzial genutzt werden kann, um auch bei steigender Wärmepumpenanzahl im Verteilnetz auftretende Netzengpässe intelligente und ohne Komforteinbußen lösen zu können.