Integrierte Multi-Energie-Systeme

Integrierte Energiesysteme werden an der Empa sowohl theoretisch, d.h. durch Computersimulationen und Modellierungen, als auch praktisch-experimentell untersucht und erforscht. In einem Gebäudekomplex oder in einem Quartier sind verschiedene Faktoren für ein nachhaltiges Energiekonzept entscheidend: der Energieverbrauch des Gebäudes selbst und dessen mögliche Optimierung, etwa mittels neuer Dämmmaterialen; das Mikroklima um das Gebäude herum; das Potenzial für das Ernten, Umwandeln, Speichern und Transportieren erneuerbarer Energien sowie die Integration einer nachhaltigen Mobilität. Die Modellierung dieser Multi-Energie-Gesamtsysteme ist dabei von zentraler Bedeutung.

«Energy Hubs» sind Energienetzwerke auf Quartierebene. Sie sollen neue Erkenntnisse darüber liefern, wie die Elektrizitäts-, Kälte- und Wärmebedürfnisse eines grösseren Areals besonders effizient erfüllt werden können. Energieflüsse im Mobilitäts- und Freizeitbereich werden gekoppelt sowie die technischen und ökonomischen Grenzen bestimmt. Dazu werden etwa Gas-, Wärme/Kälte- und Elektronetze zusammen betrieben; ein solches kombiniertes Netz kann Energie aufnehmen, speichern, umwandeln und bei Bedarf wieder abgeben. Derartige Energy Hubs untersucht und erforscht die Empa. Sie führt Computersimulationen und Modellierungen durch und betreibt erste Netzwerke in realitätsnaher Umgebung, wie etwa im Demonstrator NEST mit integrierter Energiedrehscheibe («Energy Hub»), welche eine dynamische Verknüpfung verschiedener Energiequellen und -speicher über verschiedene Umwandlungspfade sowohl für den Gebäude- wie auch den Mobilitätsbereich ermöglicht.

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