Forschungsprojekt Optinetz Bosbüll

Versorgungskonzept in Bosbüll

Der Untersuchungsgegenstand umfasst das gesamte Versorgungskonzept in Bosbüll, Schleswig-Holstein. Es besteht aus der Erzeugung von klimafreundlichem Strom durch zwei Windkraftanlagen (ca. 2 x 2 MW_el), sowie mehreren Photovoltaikanlagen (~170 kWp_el). Der entstehende überschüssige Strom wird zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit möglichst selbst verbraucht sowie um Verluste durch notwendige Abschaltungen der Anlagen zu vermeiden. Hierzu wurden bereits zwei Elektrolyseanlagen (2 x ~225 MW_el und ~55 kW_th) zur Herstellung von Wasserstoff, als Treibstoff für regionale Busse und LKWs, sowie die weitere Infrastruktur wie H₂-Tankstellen aufgebaut. Weiter wurde ein Wärmenetz für die Gemeinde Bosbüll errichtet, bestehenden aus 25 Wohnhäusern und einem Mastbetrieb, welches durch drei Luft-Wasser-Wärmepumpen vorrangig, aber auch mit der nichtvermeidbaren Abwärme aus den Elektrolyseanlagen, Speichern (2 x 84 m³) und Heizstäben (~750 kW_th), versorgt wird. Zur Deckung der Spitzenlasten und Gewährleistung der Versorgungssicherheit, während der Optimierungsphase, finden sich im System noch ein Gasbrennwertkessel (500 kW_th).

Ziel des Projekts

Der Fokus des Vorhabens liegt auf der Entwicklung und Implementierung von optimierten Betriebsstrategien für solch sektorenübergreifender Versorgungssysteme wie in Bosbüll. Mit Hilfe simulationsgestützter und prognosebasierter Regelungssysteme und unter Berücksichtigung verschiedener technischer, wirtschaftlicher und regulatorischer Aspekte soll eine prädiktive Betriebsführung implementiert werden. Unterstützt durch intelligente und lernende Software soll das System selbstständig Bedarfs- und Erzeugungsprognosen abgleichen und entsprechend ausgewählter Führungsgrößen (bspw. Emissionswerte, Wirtschaftlichkeit, Autarkiegrad, …) das System dahingehende optimiert und weitestgehend eigenständig betreiben. Die Softwarelösungen sollen flexibel konstruiert werden, sodass diese auf dynamische Entwicklungen und Ereignisse eingehen können. Weiter sollen die entwickelten Softwarelösungen und Betriebsstrategien auch auf Regionen ähnlicher Struktur mit möglichst geringem Aufwand übertragbar sein.

Vorgehen im Projekt

Zunächst werden in dem Projekt alle relevanten Informationen, Aspekte, Kriterien und Technologien gebündelt und eine allumfassende Datenbank generiert. Weiter finden dann verschiedenste erstellte Softwarelösungen hinsichtlich systemischer Simulationen und Prognosen Anschluss, um die Datensätze (bspw. Hydraulische Situationen, Wettervorhersagen, Bedarfs- und Verbrauchsanalysen, …) live und aktuell für die prädiktive, betriebsführende Software bereitzustellen. Mit Hilfe vergangener Datenreihen und der Überführung des Versorgungsystems in eine virtuelle Umgebung können die erstellten Softwarelösungen live validiert oder auch unabhängig der realen Situation trainiert werden. Dies garantiert eine möglichst schnelle Prüfung und Implementierung und minimiert das Risiko von Fehlentscheidungen der Betriebsführung und schafft die notwendige Flexibilität zur zukünftigen Anwendung auch mit Erweiterungen des Systems. Das Projektkonzept hat somit durch die umfassende Sektorenkopplung und den Anspruch auf Reproduzierbarkeit in anderen Regionen den Charakter einer repräsentativen Blaupause.