Lokale bedarfsangepasste Steuerung für elektrische Verbraucher am Beispiel einer Kühlschranksteuerung

Motivation und Aufgabenstellung

Ziel des Projektes EnEff Campus an der Technischen Universität Braunschweig ist es den Stromverbrauch zu verringern und auf lange Sicht ein Konzept zur Versorgung der Universität mit regenerativen Energien zu erarbeiten.

In dieser Arbeit soll ein intelligenter Kühlschrank entwickelt werden, welcher zusammen mit einer Smarthome-Umgebung in der Lage ist Stromkosten zu verringern und Lastspitzen abzumildern. Es soll untersucht werden in welchem Umfang eine solche Kühlschrankregelung in Lage ist einen positiven Einfluss auf Stromverbrauch und Leistungsspitzen zu haben. Da es Zukunft wohl immer mehr zeitvariable Stromtarife geben wird, können Kostenreduktionen erzielt werden, indem die Leistung dem Netz zu Zeitpunkten mit einem günstigen Strompreis entnommen wird. Eine andere Möglichkeit Stromkosten zu sparen sind eigene Stromerzeuger, wie Solarzellen und Micro-Windkraftanlagen. Diese stellen Energie allerdings nur unregelmäßig zur Verfügung, da sie von Wind und Sonnenbedingungen abhängig sind. Es kann vorkommen, dass diese Erzeuger praktisch keine, oder so viel Energie liefern dass der betreibende Haushalt diese nicht komplett verbrauchen kann. In letzterem Fall kann die Energie in das Stromnetz zurück eingespeist werden. Für diesen Einspeisevorgang erhält der Endkunde unterschiedliche Vergütungen 2. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte kann der Kühlschrank seinen Stromverbrauch so regeln, dass der eigen gewonnene Strom besser genutzt werden kann.

Dazu müssen Informationen bezüglich der Strompreise, des Status von eigenen Erzeugern und Verbrauchern zusammengeführt werden. Idealer Weise nutzt eine Smarthome-Umgebung auch ihr zur Verfügung stehende Energiespeicher. Da nur sehr wenige Haushalte über dezidierte, Akku-basierte Energiespeicher, wie die Tesal Powerwall verfügen, soll untersucht werden welchen Einfluss eine intelligente Regelung auf den Energieverbrauch haben kann. Falls solche Regelungen in großen Maßstab eingesetzt werden würden, könnten so nicht nur die Endkunden Stromkosten sparen, sondern mit sogenannten Smart-Grid Konzepten auch die öffentlichen Stromnetze deutlich entlastet werden und so effzienter arbeiten.