Forschungsprojekt REMBup - Nachhaltige Energieversorgung für die NürnbergMesse
August 2024
HEITEC Innovations GmbH leitet im Rahmen des Forschungsprojektes REMBup das Projektteam an, um für die NürnbergMesse eine zuverlässige und CO2-freundliche Energieversorgung zu realisieren. Das Projekt zielt darauf ab, ein maßgeschneidertes Energiesystem zu entwickeln, das reibungslos funktioniert und den Messebetrieb nicht stört. Mit einem Hybridkraftwerk, das bewährte und neue Technologien kombiniert, und einem digitalen Zwilling als Kernstück, soll das System energetisch und wirtschaftlich optimiert werden. Durch innovative Ansätze wie Lastprognosen und KI will das Team zeigen, dass nachhaltige Energielösungen technisch und ökonomisch sinnvoll sind. Die Ergebnisse sollen auf andere industrielle Anwendungen übertragbar sein.
Das diesem Projekt zugrundliegende Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz unter dem Förderkennzeichen 03EWR021A-I bis Ende 2028 gefördert.
Projektteam: NürnbergMesse GmbH, Energie PLUS Concept GmbH, BUILD.ING Consultants + Innovators GmbH, Energas BHKW GmbH, FAU Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme, Forschungszentrum Jülich GmbH - Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg IEK11, Fraunhofer-Institute IISB und IIS, Fraunhofer-Einrichtung IEG
Das Projektteam in der Heizungszentrale der NürnbergMesse
UPDATE: Entwicklung und Aufbau eines Prototyps
Februar 2024
Nach erfolgreicher Charakterisierung wurden die Module der ersten fünf Fahrzeuge anhand deren Restkapazität sortiert. Der nächste Schritt umfasst die Entwicklung und den Aufbau eines ersten Prototyps. Der Batterieschrank besteht im Endausbau aus drei Traktionsbatterien und einem Batteriemanagementsystem. Der modulare Aufbau des Systems bietet eine hohe Flexibilität bei der Dimensionierung der Speicherleistung und einen einfachen Austausch einzelner Modulblöcke. Das Batteriemanagementsystem muss dabei an die spezifischen Eigenschaften der verbauten Module angepasst werden, um einen sicheren Betrieb und eine effiziente Nutzung der Traktionsbatterien zu gewährleisten. Das Speichersystem wird über einen leistungsfähigen Batterieumrichter in das 0,4-kV-Niederspannungsnetz integriert.
Aktuell befindet sich unser Team in der Testphase des Prototyps. Dabei werden die Lade- und Entladeprozesse unter verschiedensten Bedingungen simuliert, sowie die Sicherheitsmechanismen gemäß VDE-AR-E 2510-50 auf Ihre Funktion geprüft und das Batteriemanagementsystem stetig optimiert. Eine Inbetriebnahme des Prototyps an einem Standort der Österreichischen Post AG ist für das erste Halbjahr 2024 geplant.
Aufbau Batteriespeicher
Umstellung auf ein nachhaltiges Energiesystem für Kaiser Lacke
Januar 2024
Am Hauptstandort der Kaiser Lacke GmbH in Nürnberg/Fürth wurde im Rahmen der Umstellung auf ein nachhaltiges Energiesystem durch HEITEC Innovations ein Datenerfassungssystem implementiert, das die Lastprofile für Strom- und Gasverbrauch sowie die Leistung der vorhandenen Photovoltaikanlage aufzeichnet. In den kommenden Schritten werden zusätzliche Photovoltaik-Installationen, die potenzielle Integration von Batteriespeichern und die Optimierung der Wärmeversorgung geprüft. Darüber hinaus wird ein Wetterprognosemodell integriert, mithilfe dessen Kaiser Lacke seine Produktionsplanung an die prognostizierte PV-Stromerzeugung anpassen und so erneuerbare Energiequellen effizient nutzen kann.
Aufbau eines Second-Life-Batteriespeichers aus Elektrofahrzeugen der Österreichischen Post AG
Dezember 2023
Ziel des Projektes ist die Entwicklung und der Aufbau von 2nd-Life Batteriespeichern aus gebrauchten Traktionsbatterien von Fahrzeugen der Österreichischen Post AG. Dies ist sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll, da gegenüber der Herstellung und dem Kauf von neuen Zellen wertvolle Ressourcen eingespart werden. Zudem wird durch die Weiternutzung der Batteriezellen der CO2-Fußabdruck der E-Fahrzeuge noch weiter verbessert. In den Batteriespeichern kann die überschüssige Energie aus firmeneigenen Photovoltaikanlagen gespeichert werden, um die Eigenverbrauchsquote zu verbessern und einen Ausbau der Schnelllade-Infrastruktur zu realisieren. Ebenso können Lastspitzen beim Strombezug wirkungsvoll geglättet werden, was für den Kunden Einsparungen beim Leistungspreis bringt und die Belastung des Stromnetzes reduziert. Mit dieser Zusammenarbeit unterstützt die HEITEC Innovations die Österreichische Post dabei, ihre Zustellung bis 2030 100% CO2-neutral zu gestalten.
Im Jahr 2023 wurden zunächst fünf Elektrofahrzeuge bereitgestellt, deren Lebensdauer erreicht war. Im ersten Schritt werden die Batterien aus den Fahrzeugen ausgebaut und bis auf Modulebene zerlegt. Nach einer ersten technischen Prüfung folgt die Vermessung der Module. In einem Charakterisierungsprozess werden die Restkapazität, der Zellzustand sowie das Lade- und Entladeverhalten der Module ermittelt, um Aufschluss über den Gesundheitszustand und die Einsatzmöglichkeit der Module in einem Second-Life Batteriespeicher zu geben. Diese Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit der Universität Bayreuth und der FAU Erlangen-Nürnberg.
Simulationsgestützte Machbarkeitsstudie für die Messe München
Mai 2023
Als angesehener Veranstaltungsort von Messen, Kongressen und anderen Events hat die Messe München einen großen Energiebedarf, der zeitlich stark schwankt. Aktuell erfolgt die Erzeugung zum Teil noch durch fossile Brennstoffe. Bedingt durch ihre eigenen Klima- und Nachhaltigkeitsziele, treibt die Messegesellschaft die Transformation zu einer CO2-neutralen Energieversorgung voran.
Neben bestehenden PV-Anlagen bietet die Messe München noch ein großes Potenzial für den Ausbau von Photovoltaik, welches im Rahmen der Studie analysiert und bewertet wird. Mit elektrisch angetriebenen Kältemaschinen und Wärmepumpen, kann eine effiziente Kopplung zwischen den Sektoren Strom sowie Wärme und Kälte gelingen, um diese CO2-neutral bereitstellen zu können. Elektrische und thermische Speicher können dabei dazu beitragen, das schwankende Angebot von Erneuerbaren Energien und die Verbraucherlasten optimal aufeinander abzustimmen. Zur Bewertung dieser hoch verketteten Lösungen setzt HEITEC Innovations GmbH auf ihre selbst entwickelte Simulationsbibliothek für regenerative Energiesysteme. Hiermit können zahlreiche Varianten des Systems simuliert und der technisch sowie wirtschaftlich beste Technologiemix für den Kunden ermittelt werden.
Die Transformation hin zu einem erneuerbaren Energiesystem bei der Messe München wird neben einer Reduktion des CO2-Fußabdrucks auch langfristige Kosteneinsparungen und eine größere Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen ermöglichen. Mit der Machbarkeitsstudie wird bereits jetzt wertvolles Wissen in digitalen Modellen generiert, die für die Entscheidungsfindung und die Planung der Energieversorgung unseres Kunden mehrfach genutzt werden können.
Eröffnung des ersten Bausteins des Hybridkraftwerks für die NürnbergMesse
März 2023
Am 24. März 2023 erfolgte der Spatenstich für ein hybrides Kraftwerk der NürnbergMesse. Die ersten von bald 21.000 Solarmodulen auf den Messedächern wurden vom bayerischen Ministerpräsidenten Dr. Markus Söder, Staatsminister Albert Füracker, Nürnbergs Oberbürgermeister Marcus König und den Geschäftsführern der NürnbergMesse Prof. Dr. Roland Fleck und Peter Ottmann verlegt. Mit dem Bau des Hybridkraftwerks verfolgt die NürnbergMesse das Ziel, ihre Energieversorgung bis zum Jahr 2028 klimaneutral zu gestalten. Die Generalplanung des NürnbergMesse-Projekts liegt bei der HEITEC Innovations. Durch unseren simulationsgestützten Ansatz wurde eine sowohl technisch als auch wirtschaftlich optimale Auslegung des Systems ermöglicht. Durch die direkte Kopplung der dynamischen Simulationsmodelle mit einer Wirtschaftlichkeitsberechnung konnte auch für die NürnbergMesse ein hoher Return-on-Invest prognostiziert werden. Die zu erwartenden CO2-Einsparungen und die überzeugende Planungsarbeit der HEITEC Innovations gaben den Anstoß für den Baubeschluss der ersten Ausbaustufe des Hybridkraftwerks durch den Freistaat Bayern und die Stadt Nürnberg.
Das ambitionierte Vorhaben zeigt auf, wie in Zeiten hoher Energiepreise mit der Investition in Erneuerbare Energie kurze Amortisationszeiten und hohe Kosteneinsparungen erzielt werden können. Die verwendeten Simulationsmodelle können dabei nicht nur für eine optimale Auslegung genutzt werden: Zusammen mit Wetter- und Lastprognosen werden die Energieflüsse in dem zukünftigen Kraftwerk durch die von HEITEC entwickelte prädiktive Betriebsoptimierung ideal gesteuert. Damit kann überschüssige Solarenergie zum Beispiel gezielt in Batterien gespeichert oder in Wasserstoff umgewandelt werden.
Vlnr.: Peter Ottmann, Albert Füracker, Dr. Markus Söder, Marcus König, Prof. Dr. Roland Fleck
NürnbergMesse und HEITEC Innovations
NürnbergMesse, HEITEC Innovations und Projekt-Partner
Der Oberbürgermeister der Stadt Erlangen, Dr. Florian Janik, besuchte im März in Begleitung des Wirtschaftsreferentens Konrad Beugel die Zentrale der HEITEC Gruppe in der Güterbahnhofstraße. Neben einer Vorstellung des Unternehmenportfolios der HEITEC Gruppe durch den Firmengründer Richard Heindl und Vorstandsvorsitzender Michael Frieß erfolgte ein Geschäftsgang. In den Unternehmensräumen der HEITEC Innovations konnten sich der Oberbürgermeister und der Wirtschaftsrefernt anhand einer Vorstellung durch unseren Geschäftsführer, Dr. Jochen Lorz, ein Bild zu den Kernkompetenzen der HEITEC Innovations machen.
Vlnr.: Richard Heindl, Michael Frieß, Sebastian Firnhaber, Konrad Beugl, Dr. Florian Janik, Dr. Jochen Lorz
