AP1 - Technische Erfassung und Datenerhebung im Pilot Supermarkt

In diesem Arbeitspaket wird, in Vorbereitung zu den folgenden Arbeitspaketen, eine umfangreiche Auswertung
aller Erzeuger- und Bedarfssysteme eines Pilot-Supermarktes in Erlangen durchgeführt. Hierbei
wird sowohl die Dokumentation der technischen Gebäudeausstattung als auch Verbrauchsdaten der
letzten Jahre berücksichtigt. Weiter wird die technische Voraussetzung für das Anlagenmonitoring über
die Projektlaufzeit gelegt: Es wird eine entsprechende Schnittstelle definiert, außerdem werden Webvisualisierungen
und Datenbanken eingerichtet.

AP3 - Entwicklung und Implementierung von prädiktiven Regelungsalgorithmen für den Feldversuch

In diesem Arbeitspaket wird das prototypische Energiemanagement System von Siemens für die Supermarkt-
spezifischen Anforderungen speziell im Hinblick auf steuerbare thermische Verbraucher erweitert
und für den Feldeinsatz im Pilot-Supermarkt vorbereitet.

In Teilarbeitspaket 3.1 werden die allgemeinen Anforderungen an die Steuerung von thermischen Verbrauchern
im Supermarkt evaluiert und für den Pilot-Supermarkt explizit erarbeitet und festgelegt.
Von entscheidender Bedeutung ist hierbei die Definition von Temperaturbändern für die unterschiedlichen
Gruppen von thermischen Verbrauchern in einem Supermarkt bzw. explizit für den Pilot-Supermarkt.
Hierbei muss ein Kompromiss zwischen energetischer Flexibilität durch große Temperaturbänder
auf der einen Seite und der Gewährleistung eines besonders im Hinblick auf gesetzliche Qualitätsanforderungen
sicheren Betriebes auf der anderen Seite erarbeitet werden.

In Teilarbeitspaket 3.2 wird der algorithmische Kern des prototypischen Energiemanagement Systems
von Siemens so erweitert, dass die Flexibilität von steuerbaren thermischen Verbrauchern, insbesondere
die von Kühlsystemen in Supermärkten, für das gesamte lokale Energiesystem des Supermarktes
und darüber hinaus für das übergeordnete Verteilnetz genutzt werden kann. Hierbei werden auch
Erweiterungen durchgeführt, um einen großflächigen Rollout zu ermöglichen.

AP4 - Inbetriebnahme des Energiemanagement Systems im Pilot-Supermarkt

In Teilarbeitspaket 4.1 werden die Voraussetzungen für die Inbetriebnahme des prototypischen Energiemanagement Systems von Siemens im Pilot-Supermarkt umgesetzt.

Dafür sind folgende Arbeitsschritte geplant:

• Einrichtung eines Rechners mit Zugang zum „BUS-System“ des Supermarktes, d.h. mit ITtechnischem,

automatisiertem Zugriff auf die im Supermarkt erhobenen Messdaten und der
Möglichkeit Sollwerte vorzugeben. Manuelle Tests zur Vorgabe von Sollwerten und Plausibilisierung
der erhobenen Messdaten.

• Entwurf und Implementierung einer automatisierten Zustandsüberwachung, die den Betrieb

des Energiesystems des Supermarktes durch das prototypische Energiemanagement System
von Siemens automatisch beendet und in den Standard-Betrieb übergeht, sobald der zu definierende
sichere Zustand des Gesamtsystems verlassen wird, z.B. die Temperatur im Kühlsystem
zu hoch wird.

• Wenn nötig, Installation von zusätzlichen Messgeräten und Anpassungen an der bestehenden

Automatisierung.

In Teilarbeitspaket 4.2 wird das prototypische Energiemanagement System im Pilot-Supermarkt installiert
und läuft im sogenannten Schattenbetrieb. Im Schattenbetrieb ist das prototypische Energiemanagement
System bereits mit dem Energiesystem des Supermarktes gekoppelt, bezieht alle notwendigen
Messwerte, führt die vorgesehenen Berechnungen durch und bestimmt die Sollwerte für die steuerbaren
Aggregate des Energiesystems des Pilot-Supermarktes. Die Sollwerte werden allerdings nicht
an die entsprechenden Aggregate geschickt, sondern manuell auf Plausibilität geprüft.

AP6 - Übergreifende Auswertung des Feldversuches und der Simulation

Dieses Arbeitspaket läuft ab dem erfolgreichen Schattenbetrieb (AP 4.2) und dem erfolgreichen Aufsetzen
der Gesamtsimulation (AP 2.2) parallel bis zum Ende des Projektes. Auf diese Weise soll sichergestellt
werden, dass die Auswertungen und Erkenntnisse frühzeitig in die Entwicklungen eingebracht
werden und den Projekterfolg nicht nur auswerten, sondern verbessern. Daher ist dieses Arbeitspaket
eng mit den Arbeitspaketen AP 3, AP 4 und AP 5 verknüpft und liefert Input für Verbesserungen der
Entwicklungen dort.

In Teilarbeitspaket 6.1 werden die relevanten KPIs ermittelt und implementiert. Grundsätzlich zielen
die KPIs darauf ab, die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien insbesondere durch Lastverschiebung
aufzuzeigen. Die KPIs müssen weiterhin auch sicherstellen, dass die entwickelten Lösungen den angestrebten
Rollout in wirtschaftlicher Weise ermöglichen. Dies beinhaltet insbesondere, eine signifikante
Reduktion der Energiekosten für den Supermarkt-Betreiber in Kombination mit geeigneten dynamischen
Energietarifen, die das Angebot an erneuerbaren Energien widerspiegeln, nachzuweisen.
Auch Auswirkungen auf das Verteilnetz, die für die Integration von erneuerbaren Energien relevant
sind, wie beispielsweise die Reduktion von temporären Lastspitzen, werden durch entsprechende KPIs
abgebildet. Daneben können unterschiedliche Betriebsstrategien, im Feldversuch, sowie simulativ untersucht,
nach Effizienz, ökonomischen und ökologischen Aspekten bewertet und verglichen werden.

Die in AP 6.1 erarbeiteten KPIs werden periodisch für die Entwicklungen aus AP 4 und AP 5 ausgewertet
und im Konsortium diskutiert. Ziel der kontinuierlichen Bewertung ist es, sowohl die ursprüngliche
Betriebsstrategie als auch die Betriebsstrategie, welche durch das im Pilot-Supermarkt im Einsatz
befindliche EMS vorgegeben wird, mit den theoretisch möglichen KPIs, aus der Simulation des Energiesystems
des Supermarkts, zu vergleichen. Hierdurch wird über mehrere Iterationsschleifen ein fortlaufender
Abgleich zwischen Realbetrieb des Supermarktes und dem theoretischen Potential durchgeführt.
Neben der Bewertung nach Flexibilitätspotential, Effizienz, ökonomischen und ökologischen
Aspekten, liegt hier ein besonderer Fokus auf der Gewährleistung der Rollout-Fähigkeit.

In Teilarbeitspaket 6.3 werden sämtliche, über die Projektlaufzeit gewonnenen Erkenntnisse zusammengeführt
und ein Betriebskonzept für das Energiesystem von typischen Supermärkten auf Basis von
Literatur, Simulation und Feldversuch vorgeschlagen. Es werden Handlungsempfehlungen für die unterschiedlichen
Stakeholder, sowie Verbesserungen für den Realbetrieb im Pilot-Supermarkt herausgearbeitet
und ein entsprechender Leitfaden veröffentlicht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen darüber
hinaus in Fachzeitschriften veröffentlicht und auf Konferenzen vorgestellt und diskutiert werden.

Peer-Reviewed

Sonstige Veröffentlichungen (Tagungsbeiträge, Poster etc.)