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BioNetControl-System - Regelungs- und Optimierungssystem für den energieeffizienten Betrieb von Fernwärmenetzen an Biomasseanlagen

Der Betrieb von kleinen und mittleren dezentralen Biomasse-Kraftwerken (Heizwerke und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen) ist aufgrund des starken Wettbewerbs bei den Anlagenbau-Unternehmen und unzureichenden Ausschreibungen in Hinblick auf Anlageneffizienz, Wir-kungsgrade und zulässigen Brennstoffbandbreiten durch einen niedrigen Automatisierungs-grad, hohe Verluste bei der Verbrennung von Biomasse und ineffizienten Betrieb der Fern-wärmenetze gekennzeichnet. Kleine und mittlere Energieversorgungsanlagen werden meist mit stark vereinfachen Regelkonzepten vom Anlagenlieferanten ausgerüstet. Das macht zwar die Anschaffung und die Errichtung der Anlagen kostengünstiger, den laufenden Betrieb jedoch teuer und ineffizient. Den Betreibern fehlt es meist an Know-how zur durchgängigen ökonomischen, ökologischen und regelungstechnischen Optimierung von Kraftwerk und Energieverteilungsnetzen. BioNetControl-System ist ein Set an voll-integrierbaren Tools zur Optimierung der Energie-Effizienz, der Regelperformance und der Intelligenz von dezentralen Fernwärme-Netzen an Biomassekraftwerken. Aus den Prozessdaten zweier Pilotanlagen eines österreichischen Energieversorgungsunternehmens wird ein universell einsetzbarer Baukasten zur dynami-schen Modellierung, Regelung und Optimierung von Fernwärmenetzen und Biomassekraft-werken entwickelt. Das Ziel der möglichst breiten Einsetzbarkeit dieser Tools wird durch einen modularen Aufbau und strukturierte Gestaltung der dynamischen Modelle und Regelkonzepte erreicht. Damit können sowohl bestehende Anlagen nachgerüstet werden und Neuanlagen bereits in der Planungsphase entsprechend optimal ausgelegt und regelungstechnisch ausgerüstet werden. Durch die Arbeit mit zwei Pilotanlagen in unterschiedlichen Regionen mit unterschiedlichem Verbraucher- bzw. Lastprofilen und Anlagengrößen wird die Allgemeingültigkeit des Systems überprüft und sicher gestellt. Durch die interdisziplinäre Zusammensetzung des Konsortiums-Know-hows aus Verfahrens-technik, Systemintegration (Leittechnik) und theoretischer Systemanalyse sowie Prozessre-geltechnik können äußerst praxis-relevante Ergebnisse und Erkenntnisse erzielt werden. Die Erkenntnisse aus der Systemintegration der Optimierungs- und Regelalgorithmen in die Au-tomatisierung der Anlagen erlauben eine deutliche Steigerung der Effizienz von Fernwärme-netzen an Biomasseanlagen bei unterschiedlichen Verbraucher-Lastprofilen. Der Know-How Transfer von der TU-Wien zu einem innovativen, österreichischem Kleinun-ternehmen mit besten internationalen Kundenkontakten zur vielen Biomasseanlagenbetrei-bern und zu den größten industriellen Energieverbrauchern aus Papier- und Holzindustrie si-chert zahlreiche Umsetzungschancen mit massiven Auswirkungen auf die Effizienz von Energieerzeugungs- und Verteilungssystemen.

Steckbrief

Projektnummer
825445
Koordinator
Technische Universität Wien Institut für Mechanik und Mechatronik
Projektleitung
Martin Kozek, kozek@impa.tuwien.ac.at
Förderprogramm
Neue Energien 2020
Dauer
03.2010 - 08.2012
Budget
303.123 €