ALEX – Anwendungsorientierte Entwicklung, Umsetzung und Validierung eines KI-basierten Reglers für LowEx-Temperatursysteme mittels geräteunabhängiger Open-Source-Hardware, insbesondere in Kombination mit außenliegender Wandtemperierung

Inhalt des Projekts ALEX ist die anwendungsorientierten Entwicklung, Umsetzung und Validierung des KI-basierten ALEX-Reglers für LowEx-Temperierungssysteme unter Verwendung geräteunabhängiger Open-Source-Hardware, mit dem Ziel die Wärmewende voranzutreiben. LowEx-Systeme arbeiten mit Energiequellen auf niedrigem Temperaturniveau und nutzen erneuerbare Energien wie Geothermie, Solarenergie oder Abwärme besonders effizient, um fossile Energieträger zu substituieren und die Treibhausgasemissionen zu senken. Eine Besonderheit solcher LowEx-Systemen ist die thermische Trägheit des Heizsystems, die aber auch als Wärmespeicher genutzt werden kann. Diese Systeme stellen jedoch hohe Anforderungen an die Regelung, weshalb herkömmliche Regler dafür nicht geeignet sind.

Ziel ist die Entwicklung eines universell einsetzbaren Reglers, der die Effizienz und Flexibilität solcher Systeme maximiert. Der ALEX-Regler soll durch KI-Optimierungsalgorithmen die Nutzung von EE sowie die Speicher- und Flexibilisierungsoptionen verbessern, um Heiz- und Kühlfunktionen in Bestandsgebäuden zu optimieren. Der Regler wird in mehreren Schritten entwickelt und anschließend simulativ und experimentell getestet und optimiert.

Der ALEX-Regler soll durch den Einsatz von KI-Optimierungsalgorithmen eine bisher einzigartige Lösung darstellen, die speziell für Einsatz von LowEx-Systemen entwickelt wird, um die Effizienz dieser Systeme zu steigern und die Nutzung EE im Gebäudewärmemarkt zu unterstützen.

Projektschritte

1. Entwicklung der Bausteine und Simulationen:

• Entwicklung von intelligenten Bausteinen (iEMS, iCOM, iRegler) zur Steuerung träger LowEx-Temperierungssystemen
• Simulationsstudien mit TRNSYS zur Optimierung der LowEx-Potenziale
• Validierung der Simulationsdaten an der LEXU II Wand

2. Implementierung der Algorithmen

• Integration der KI-basierten Optimierungsalgorithmen (iEMS) in die entwickelten Hardwarekomponenten (iCOM, iRegler)
• Entwicklung eines Nutzerinterfaces (HMI) und flexibler Erweiterungsmöglichkeiten für weitere EE-Quellen

3. Test und Optimierung

• Test und Optimierung des ALEX-Reglers am realen System (LEXU II Wand) sowie durch verfeinerte Simulationen

Laufzeit: 01.09.2024-31.08.2027
FKZ: 03EN1097

Ansprechpartner: Stephan Schulte
Arbeitsfeld: Technische Innovation