smood – smart neighborhood – Jena

Der Wachstumskern

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17 Unternehmen, 4 Forschungseinrichtungen und ein Verein bilden den Wachstumskern ‚smood® - smart neighborhood‘ und werden künftig Bestandsquartiere zu einem energetischen Quellen- und Verbraucherverbundsystem mit einem hohen lokalen Selbstversorgungsgrad Erneuerbarer Energien entwickeln. Die gemeinsame Kernkompetenz der Partner verbindend, realisiert smood® vom digitalisierten Planungsprozess über neuartige Quartiersspeicher für Strom und Wärme bis hin zur Steuerungs- und Betriebsführungslösung eine systemische Wertschöpfung.

Diese Quartiere werden damit zu dezentralen Kraftwerken, die sowohl von den Wohnungs- als auch den Energieversorgungsunternehmen sowie auch von Dritten betrieben werden können.

smood® bedient die technologische Weiterentwicklung und das Geschäftsfeld dezentraler Energie im Quartier zwischen Wohnungswirtschaft und Energieversorgern. Die von smood® angebotene Leistung zielt auf die Erhöhung der Energieeffizienz, des (Nutz-)Wertes und der Attraktivität der zu sanierenden Gebäude und damit auf die Erhöhung der Nachfrage nach diesen Immobilien.

Die Ziele

smood® schafft lebenswerte, effiziente, umweltfreundliche Wohnquartiere. Verwirklicht wird dies, indem beispielsweise Wohnungsunternehmen darin unterstützt werden, Energiedienstleister zu werden und indem gleichzeitig deren Mieter unterstützt werden. smood® hilft auchEnergieversorgungsunternehmen, die komplexe Leistung der dezentralen Versorgung in ihren Kundenquartieren umzusetzen.

Dafür wird smood® als eine Technologieplattform entwickelt. Die Ergebnisse werden weit in die Stadtentwicklung sowie auch in die Immobilien- und Energiebranche ausstrahlen. smood® wird als unternehmerischer interdisziplinärer Verbund aus Ingenieuren, Herstellern und Dienstleistern mit dem wirtschaftlichen energetischen Quartiersumbau für sich selbst wie für Wohnungsunternehmen, Stadtwerke oder auch für interessierte Dritte einen neuen Markt erschließen.

Die Projekte

smoodPLAN
Inhalt und Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines modularen Produkt- und Dienstleistungsangebotes innerhalb des Wertschöpfungsprozesses der Planung und Umsetzung von Quartierssanierungsprojekten. Dazu gehören folgende F&E-Schwerpunkte:

  • Bestandserfassung/Bewertung: smoodCAPTURE automatisiert und UAS („Drohnen“)-basiert
  • Vernetzte Planung mit einem QIM – Quartiersinformationsmodell
  • Energie- und Sanierungskonzept: smoodSIMULATION
  • Evaluation / Qualitätssicherung für eine maximale Effizienz des Ressourcenensatzes: (smoodMANAGE)

GeoHeatStorage
GeoHeatStorage wird für die smood®-Technologieplattform einen großskaligen kostengünstigen Wärmespeicher liefern, der für ein ganzes Quartier die saisonale Wärmespeicherung übernehmen kann. Hierfür sollen oberflächennahe Kies-Grundwasserleiter unter Einbeziehung von Spezialtiefbauverfahren bautechnisch erschlossenen werden.

Als Gesamtziel ist die Erreichung bisher niedrigster Wärmegestehungskosten für ganzjährige Erneuerbare-Energie-Versorgung im Quartiersverbund durch das optimierte Zusammenwirken aller Komponenten < 10 ct/kWh (nach VDI 2067) ausgegeben.

Dieses Ziel soll durch eine Baukastenlösung für oberflächennahe Grundwasser-Wärmespeichersysteme unter Einsatz bautechnischer Komponenten und Spezialtiefbauverfahren im geeigneten unterirdischen Bauraum bei Optimierung des technischen Designs (Simulation) und optimaler Betriebsführung in Bezug auf die Wärmespeicherkosten erreicht werden.

Wirtschaftlich soll das Verfahren in Verbindung mit Solarthermie mit dem aktuell günstigen Erdgas konkurrieren.

Forschungsziele:

  • Nutzen der Potentiale bautechnisch erschlossenen oberflächennahen Kies-Grundwasserleiter
  • standardisierte Verfahren zur Bestimmung der geologischen Voraussetzungen
  • optimale Tiefbauverfahren zur Erschließung
  • Dimensionierung und Bewertung
  • technische und wirtschaftliche Verbesserung durch weitere technische (standardisierte) Komponenten

GeoHoP
GeoHoP stellt für die smood®-Technologieplattform ein horizontales Vortriebsverfahren zur Gewinnung von Erdwärme in bebauten, urbanen Gebieten zur Verfügung. Der Einbau soll in einem Arbeitsschritt aus einer Startgrube oder einem Keller/einer Tiefgarage heraus erfolgen. Die Erdwärmesonden werden dabei sternförmig verlegt.

Die Kosten sollen maximal 70,00 Euro pro Bohrmeter betragen, wodurch die Wärmegestehungskosten mit weniger als 10 ct/kWh (nach VDI 2067) mit anderen Systemen konkurrenzfähig sind.

Das Vorhaben setzt sich aus drei Teilprojekten zur Entwicklung der Vortriebseinheit, der Antriebseinheit und von Sondenkopf sowie -fuß zusammen. Die angestrebte Lösung ist auf Robustheit und Langlebigkeit ausgelegt und stellt eine ökonomische Alternative zu herkömmlichen Energieträgern dar.

Forschungsziele:

  • Einbau der Erdwärmesonden während des Bohrvorganges
  • Lagesicherung der Erdwärmesonde während des Rückbohrvorgangs
  • sternenförmige Anordnung der horizontalen und schrägen Bohrungen

EStorage
Das Verbundprojekt EStorage wird zur Technologieplattform smood einen nachhaltigen, sicheren und günstigen Quartiersspeicher für sie Speicherung von elektrischer Energie liefern. Im Verbund mit den anderen smood-Technologien und einer regenerativen Energieerzeugung wird der in EStorage zu entwickelnde Speicher seinen Beitrag dazu leisten, eine sozialverträgliche Quartierssanierung möglich zu machen.

Dies wird erreicht durch den Einsatz der Na/NiCl2-Technologie, die sich durch die folgenden Eigenschaften auszeichnet:

  • intrinsische Sicherheit (keine Brandgefahr)
  • Verwendung von gut verfügbaren, kostengünstigen Rohstoffen (Kochsalz, Nickel, Aluminiumoxid)
  • voll recyclebar
  • Verzicht auf ethisch bedenkliche Rohstoffe
  • gute Skalierbarkeit
  • kostengünstige Systemintegration

Das Verbundprojekt geht davon aus, dass sich daher die Grenzkosten auf Systemebene von 400€/kWh erreichen und unterschreiten lassen, was einen ökonomischen Betrieb des Stromspeichers dauerhaft zulässt.

Forschungsziele:

  • Entwicklung einer für den Quartiersspeicher angepassten Na/NiCl2-Zelle
  • Simulation von Batteriemodulen >15kWh Speicherkapazität
  • Entwicklung von Batteriemodulen >15kWh Speicherkapazität
  • Entwicklung der Steuerung und Steuerelektronik auf Modulebene
  • Integration von Batteriemodulen in das Steuerungssystem

smoodACT
Im Rahmen des Verbundprojektes smood ACT sollen ein Gebäude- und Quartiers-Energie-Management-System sowie zusätzliche Tools zur Realisierung datenbasierter Dienstleistungen für den Wachstumskern smood® konzipiert, entwickelt und erprobt werden.

Das Verbundprojekt smood ACT hat sich zur Unterstützung der smood®-Gesamtziele folgende Teilziele gestellt:

  • Realisierung von 15 % Energieeinsparung durch intelligente und cross-sektorale Be-triebsführung je Quartier,
  • Erschließung der Flexibilitätspotentiale der Quartiere zur Unterstützung des Netzbe-triebs und damit Reduzierung der Netzausbaukosten um bis zu 50 % in der Verteil-netzebene.

Diese Ziele sollen im Rahmen einer Pilot-Realisierung durch eine Simulation und durch De-monstration evaluiert werden.

Die Partner

Kontakt

Unternehmerischer Bündnissprecher:

Dr. Kersten Roselt
JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH
Tel.: +49 (0) 175 4127818
E-Mail: roselt[at]jena-geos.de

Wissenschaftlicher Bündnissprecher:

Prof. Peter Bretschneider
Fraunhofer IOSB-AST Ilmenau
Tel.:+49 (0) 3677 461-102
E-Mail: peter.bretschneider[at]iosb-ast.fraunhofer.de

Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.06.2022