GeoSmaGriR: Smart Solar Geothermal Energy Grid Ruhr

Innerhalb des Projektes wird unter Nutzung der spezifischen infrastrukturellen Randbedingungen im Ruhrgebiet ein intelligentes System aus dezentralen Erzeugern von solarer und geothermischer Wärme, saisonalen Speichern in den Grubengebäuden des ehemaligen Steinkohlebergbaus und dem bestehenden Fernwärmeverbundnetz entwickelt. Für die Einbindung der bidirektional anbindbaren thermischen Verbraucher-/Erzeugersysteme ist eine verteilte Systemarchitektur erforderlich, in der sowohl Verbraucher als auch Erzeuger durch intelligente IoT-Middleware und kostengünstige Steuerungsmöglichkeiten mittels entsprechender Hardwarelösungen sowie einer cloudbasierten Software-Plattform verknüpft werden können.

Die Ziele des Projekts sind vor allem:

• die Identifizierung von effizienten und betriebssicheren Grubenwärme-Speichersystemen,
• das Ausschließen möglicher Risiken wie die geomechanische Integrität des Speichers mit Auswirkungen auf die Tagesoberfläche sowie negative Umweltbelastungen,
• die dynamische Simulation der Energieströme mit genauer Analyse der hydraulischen und zeitlichen Abläufe der Einzelkomponenten (Erzeuger und Verbraucher) für die Entwicklung von Regelungsstrategien für das Gesamtsystem,
• die Entwicklung eines Low-Cost Smart Device Controller zur Erfassung der relevanten Kenngrößen der Teilsysteme im Netz,
• die Überführung der Wärmenetze in autonome cyberphysische Systeme und deren Verknüpfung mit einer Software-Plattform,
• eine CPS- und cloudbasierte Überwachung und Steuerung des Gesamtsystems mit Berücksichtigung der jeweiligen Netzzustände sowie Realisierung von Smart Services.

Das macht das Projekt besonders:

• Vorhandene Ausgangssituation als Herausforderung: Metropole Ruhr als Ballungsraum mit einem weltweit einzigartigen Wärmeverbundsystem und großflächigen Altbergbauinfrastrukturen
• Bergwerke wurden bisher nicht als Wärmespeicher betrachtet.
• Einsatz innovativer Energiewandlersysteme (z.B. Heat Transformer)
• Systemintegratives Energiemanagement-Konzept mit konkreter Protypenentwicklung von kostengünstigen Hardwarekomponenten