Netzdienlicher Stromnetzbetrieb bei innerstädtischer Nachverdichtung

Experimentelle Untersuchungen an einem Living Lab

Mit RoofKIT wurde – im Rahmen des Wettbewerbs "Solar Decathlon Europe 21/22" – ein Gesamtkonzept für eine energetische Bestandssanierung und -aufstockung entwickelt, dessen Ziel die CO2-Neutralität in der Jahresenergiebilanz bei durchgehend möglichst hoher momentaner Stromeigenerzeugung und Netzdienlichkeit war. Kern des Energiekonzeptes sind dachintegrierte PVT-Kollektoren, die als Wärmequelle für eine Wärmepumpe dienen und gleichzeitig Solarstrom für das Gebäude zur Verfügung stellen. Ein Energiemanagementsystem verantwortet das Zusammenwirken aller Komponenten hinsichtlich Solarertrag, Strombedarfsdeckung sowie Be- und Entladung von Strom- und Wärmespeicher. Der Forschungsgegenstand leitet sich aus dem Ansatz von RoofKIT ab, dringend benötigten innerstädtischen Wohnraum durch Aufstockungen auf geeigneten Flachdächern zu schaffen, die in deutschen Städten reichlich vorhanden sind. Die Aufstockungen führen jedoch zu Interaktionen mit den existierenden Stromnetz-Infrastrukturen der Städte – ob positiv oder negativ hängt z.B. vom Verhältnis zwischen Aufstockungen und Bestandsgebäuden, der Stromnetz-Stabilisierungsfähigkeit der Aufstockungen sowie des Gebäudestandortes hinsichtlich Solarpotenzial und Stromnetzausbau ab. Aus Sicht des Stromnetzes wären Aufstockungen vorteilhaft, die im Idealfall die neuen Stromnetzbedingungen als Folge der Energiewende kompensieren könnten. Diesen Aspekten soll experimentell durch die Kopplung der RoofKIT-Gebäudeeinheit mit dem Energy Lab Reallabor des KIT nachgegangen werden. Damit kann die kritische Schnittstelle zwischen RoofKIT und dem öffentlichen Stromnetz detailliert in kleinen Zeitskalen untersucht werden, um daraus tragfähige Lösungen hinsichtlich des Energiemanagements auf Gebäude- und Netzebene zu entwickeln. Die Experimente können dabei unter realen Bedingungen, d.h. unter Berücksichtigung des Nutzer:innenverhaltens von realen Bewohner:innen sowie einer realen Stromnetzumgebung (Karlsruhe, Oststadt) durchgeführt werden.