Urban Energy Lab 4.0

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Im Urban Energy Lab arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der beteiligten Institutionen an einer einmaligen und hoch vernetzten Infrastruktur für die Konzeption und Analyse neuer urbaner Energieversorgungskonzepte. Zukünftige urbane Energiesysteme sind geprägt von dezentraler Erzeugung, Sektorenkopplung und den Möglichkeiten der Digitalisierung. Planung, Bau und Betrieb von Bestandteilen dieser Energiesysteme müssen vielfältigen Anforderungen genügen, die nur durch interdisziplinäres und synergetisches Zusammenspiel von Bautechnik, technischer Gebäudeausrüstung, Netzplanung und Automatisierung abgebildet und erforscht werden können.

Die neue Forschungsinfrastruktur ist ein flexibles Versuchsfeld für kontrollierbare Experimente, die von der Versorgung eines Raums bis zur energetischen Betrachtung eines Stadtquartiers reichen. Neue Techniken können erprobt und nachhaltige Lösungskonzepte für eine sichere und umweltschonende urbane Energieversorgung erarbeitet werden. Die notwendige Skalierung vom Realmaßstab auf den Labormaßstab erfolgt über den Ansatz einer Hardware-in-the-Loop Plattform. Ein Energieversorgungssystem in der Größe einer ganzen Stadt wird in Teilbereichen durch komplexe Simulationen ersetzt, so dass reale Bausteine des Energiesystems im Labor unter realistischen Randbedingungen betrieben werden können. Dieser Hardware-in-the-Loop Ansatz ist im Hinblick auf die Größenordnung, die flexiblen Möglichkeiten der Erweiterung sowie den hohen Grad an Interdisziplinarität einmalig.

Folgende Teilprojekte befinden sich derzeit in der Detailplanung und Aufbauphase:

• Das Raumklimalabor dient als Versuchsumgebung zur Untersuchung des Nutzerkomforts und –verhalten.
• Der flexible Fassaden Prüfstand FlexFass dient zur Untersuchung von Gebäudebauteilen und ermöglicht mit einer Klimakammer den direkten Einfluss der Fassade auf einen Innenraum zu erforschen.
• Das Kältemittellabor HELENA untersucht die Elektrifizierung der Wärmeversorgung mit Wärmepumpen.
• Im Teilprojekt RTLab werden Hochleistungssysteme für die echtzeitfähige Abbildung von Energieflüssen in einem Stadtquartier eingesetzt.
• Mit der Integrierten Forschungsinfrastruktur InFIS werden alle Teilkomponenten auf Grundlage einer intelligenten Automatisierung vernetzt und durch Simulationen ergänzt.

 

Laufzeit:

07/2018 – 09/2023

 

Projektpartner:

• Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen (E3D), RWTH Aachen
• E.ON Energieforschungszentrum (ERC), RWTH Aachen
• Center for Wind Power Drives (CWD), RWTH Aachen

 

Förderung/Auftragsgeber:

Das Urban Energy Lab 4.0 wird durch den Europäischer Fonds für regionale Entwicklung gefördert.