Steuerungskonzept für den koordinierten Betrieb dezentraler Power-to-Heat Anwendungen

Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland ist in den letzten Jahren stark gestiegen und wird aller Voraussicht nach weiter ansteigen. Dadurch ergeben sich stärkere Fluktuationen des Strompreises und es kommt häufiger zu Situationen, in denen die mögliche Stromproduktion die Nachfrage überschreitet, sodass Anlagen zur Stromerzeugung auf Basis fluktuierender erneuerbarer Energien abgeschaltet werden müssen. Um diese Probleme zu adressieren, werden daher zunehmend Maßnahmen benötigt, die einen flexiblen Umgang mit einer schwankenden Energiebereitstellung ermöglichen. Eine solche Maßnahme stellt Power-to-Heat – die Wandlung elektrischer in thermische Energie – dar. In dieser Arbeit wird ein dezentraler Power-to-Heat Ansatz betrachtet, der die Installation von Heizpatronen in den Heizsystemen von Endkunden vorsieht. Um mit solchen kleinskaligen Systemen energiewirtschaftlich relevant auf die Versorgungssituation Einfluss zu nehmen, bedarf es eines koordinierten Betriebs einer Vielzahl entsprechender Anlagen. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher ein Steuerungskonzept, das einen solchen koordinierten Betrieb ermöglichen soll, erarbeitet und dargestellt. Dabei werden verschiedene Elemente in das Steuerungskonzept integriert, die trotz gegebener Unsicherheiten (z. B. Prognosefehler), eine hohe Planbarkeit des Betriebs gewährleisten sollen. Abschließend werden einige relevante Aspekte des Konzepts mithilfe von Simulationen analysiert und bewertet.