Herzlich Willkommen! In unserem ersten Beitrag wollen wir euch einen Überblick über unser Projekt geben: Was macht das Projekt aus? Wie ist es zu Stande gekommen? Wer ist bisher alles dabei? Und was erwartet euch in zukünftigen Beiträgen? Wir haben uns vorgenommen etwa einmal im Monat einen Blog zu veröffentlichen, jeweils mit einem anderen Schwerpunktthema. Wir freuen uns natürlich immer über Fragen und Hinweise über die Kommentarfunktion. Weitere Infos zum Projekt erhaltet ihr auch unter www.llec.info.

Das Projekt

Beim LLEC-Projekt handelt es sich um eine integrierte Forschungsplattform für zukünftige Energiesysteme in Form eines Reallabors. Die Grundidee ist, elektrische, thermische und chemische Energieströme über ein innovatives intelligentes IT-System optimal auszulegen und zu betreiben (Sektorkopplung). Dazu werden etablierte als auch prototypische Energiedemonstratoren unter anderem aus den Bereichen Photovoltaik, Batterietechnik, Wasserstoff und Abwärmenutzung in die Energieversorgung des Forschungscampus integriert. Eine Leitzentrale wird Informationen über alle Energieströme auf dem Gelände des Forschungszentrums sammeln und die verschiedenen Energiesysteme auf Basis vorausschauender, lernfähiger Algorithmen regeln. Das Ganze wird von einer komplexen IT-Infrastruktur gesteuert. Das Besondere daran ist der Test unter Realbedingungen auf dem Campus. Zudem werden Technologie und intelligente Steuerung zusammen unter der Frage betrachtet, wie Mensch und Technik dabei im Alltag optimal interagieren können.

Die Historie

Erste Ideen zu diesem Projekt entstanden bereits 2015. Im gleichen Jahr beschloss der Aufsichtsrat die Einbringung der Idee „Living Lab Energy Campus“ in das HGF-Verfahren für strategische Ausbauinvestitionen größer 15 Mio. Euro ab 2017.  Anfang 2017 wurde dann die Stelle eines Projektmanagers ausgeschrieben, welche ich dann ab Juni 2017 antrat. Zunächst einmal galt es zusätzliche Drittmittel einzuwerben, eine Voraussetzung für die Förderung durch die HGF. Bis Ende 2017 konnten dann zwei Projekte beim BMWi, eins beim BMBF und eins beim MWIDE erfolgreich eingeworben werden. Somit waren alle Voraussetzungen für einen Projektstart gegeben, so dass im März 2018 das Kick-Off-Meeting stattfand. Das Jahr 2018 war geprägt durch das Aufsetzen der Projektstruktur nach PRImA, dem Einrichten einer Finanzstruktur über alle Institute hinweg, der Beschaffung zusätzlicher Personalmittel bzw. der Akquise von zusätzlichem Personal, sowie der wissenschaftlichen Ausgestaltung der verschiedenen Energie-Demonstratoren. Außerdem wurde ein weiteres Drittmittelprojekt zum Thema Wasserstoffspeicher vorbereitet. 2019 wurde mit den Planungen zu den zahlreichen Bauvorhaben begonnen und bis heute bereits mehrere Ausschreibungen auf den Markt gebracht. Im Juni wurde dann dem neuesten Mitglied der LLEC-Projektfamilie zum Thema „Power To Gas“ seitens des BMBF eine Förderung zuteil.

Das Team

Ein solches Projekt funktioniert aufgrund der Vielseitigkeit der Themen natürlich nur mit einem hochgradig interdisziplinären Team. Insgesamt arbeiten aktuell über 30 Personen aus mehr als zehn verschiedenen Geschäftsbereichen bzw. Instituten sowie externe Partner aus Industrie und Wissenschaft in diesem Projekt zusammen. Wir suchen aber nach wie vor Verstärkung! Beteiligt sind momentan Bereiche der technischen Infrastruktur wie Planen und Bauen und das Liegenschaftsmanagement, sechs verschiedene Bereiche aus dem Institut für Energie- und Klimaforschung, IT Services sowie das Team vom Zukunftscampus. Der neue Projektmanagement-Ansatz PRImA ermöglicht es uns, in derzeit 7 Teams effektiv zusammen zu arbeiten. Eine Herausforderung ist dabei, den neuen Projekt-Ansatz mit den etablierten Linien-Prozessen in Einklang zu bringen. Hier unterstützen wir mit unserer Erfahrung auch die Weiterentwicklung der PRImA-Methode.

Die Blogger

In Zukunft wollen euch folgende Blogger über das LLEC-Projekt auf dem Laufenden halten:

Ich, Stefan Kasselmann, bin promovierter Physiker und ist seit 2017 Projektmanager des LLEC. Ich bin für die operative Umsetzung des Projektes verantwortlich. Meine Hauptaufgabe ist es sicherzustellen, dass das Projekt im Auftrag des Lenkungsausschusses und in Abstimmung mit den Teammanagern die geforderten Ergebnisse innerhalb definierter Toleranzen erreicht.

Andreas Gerber ist promovierter Physiker und arbeitet seit 2009 im Institut für Energie und Klimaforschung, IEK5-Photovoltaik. Seine Hauptinteressen liegen in der Charakterisierung von Solarmodulen und der Untersuchung der Zuverlässigkeit/Langlebigkeit  von Solarmodulen. Im LLEC ist er der Teammanager  für den Bereich „Photovoltaik“.

Die Architektin Susanne Hoffmann ist seit 2019 bei B-PN1 beschäftigt und im Projekt LLEC die Teammanagerin für den Bereich „Planen und Bauen“. Damit bildet sie das Bindeglied zwischen den Wissenschaftlern und ihren Kollegen mit dem Ziel der baulichen Planung und Umsetzung aller aktuellen oder zukünftigen wissenschaftlichen Demonstratoren.

Ellen Kammula ist promovierte Biologin und seit 2012 wissenschaftliche Referentin bei der Stabsstelle Zukunftscampus. Schwerpunkt ihrer Arbeit ist das Nachhaltigkeitsmanagement. Im Projekt LLEC ist sie als Teammanagerin für „Engagement and Dissemination“ unter anderem für die Partizipation der Mitarbeiter im Reallabor verantwortlich.

Martin Müller arbeitet seit seinem Abschluss des Maschinenbaustudiums im Jahr 2002 am Forschungszentrum Jülich. Am IEK-3 leitet er die Abteilung Verfahrenstechnik Elektrolyse, die sich thematisch mit der Erforschung und Entwicklung großskaliger Elektrolyseure der nächsten Generation beschäftigt. Im LLEC-Projekt ist er der Teammanager für den Bereich Wasserstoff.

Luc Raijmakers ist PostDoc am Institut für Energie- und Klimaforschung – Grundlegende Elektrochemie (IEK-9). Sein Fokus liegt auf dem Testen, den Alterungsprozessen, der Modellierung und der Simulation von Li-Ionen-Batterien. Im LLEC-Projekt ist er der Teammanager für den Bereich Batteriesysteme.

 

Andre Xhonneux ist promovierter Maschinenbauer und seit 2009 am FZJ beschäftigt; seit 2017 leitet er am IEK-10 das Team „Gebäude und Quartiere“, welches sich mit der optimalen Auslegung und dem optimalen Betrieb von dezentralen Energiesystemen befasst. Dabei hat die Umsetzung von maßgeschneiderten Modellen und Algorithmen in die Praxis einen besonderen Stellenwert.

What’s next?

In den folgenden Beiträgen wollen wir zu folgenden Themen bloggen: Wie verändert das LLEC-Projekt den Campus? Wie können wir regenerative Energien saisonal speichern? Wie sieht das Datenmanagement aus? Wie regelt man ein solches dezentrales Energiesystem? Und wie kann die Technik und der Mensch dabei im Alltag optimal interagieren?

Welche Fragen habt ihr zu unserem Projekt? Welche Themen interessieren euch besonders? Wir freuen uns über eure Kommentare!

 

Stefan Kasselmann

About Stefan Kasselmann

Stefan Kasselmann ist promovierter Physiker und ist seit 2017 Projektmanager des LLEC. Er ist für die operative Umsetzung des Projektes verantwortlich. Seine Hauptaufgabe ist es sicherzustellen, dass das Projekt im Auftrag des Lenkungsausschusses und in Abstimmung mit den Teammanagern die geforderten Ergebnisse innerhalb definierter Toleranzen erreicht.

7 Responses to “Das LLEC-Projekt bloggt!”

  1. Avatar
    Olaf Gardeick

    Hallo,
    ich finde es sehr gut, dass diese Plattform eingerichtet wurde und man sich darauf austauschen kann.
    Ich denke, die Idee Speicher zu schaffen, um regenerative Energien in Zeiten zur Verfügung zu haben, in denen sie die Sonne nicht scheint und kein Wind weht, ist genau der Ansatz, der die Energiewende voran bringen wird.
    Zu Beginn habe ich gleich mal eine Frage:
    Woher soll denn auf dem Campus die umweltfreundliche Energie kommen? Soviel ich weiß gibt es keine Windräder und nur sehr wenige Photovoltaikanlagen. Sollen diese im Zuge des Projektes noch geschaffen werden?
    Vielen Dank.
    Mit freundlichen Grüßen
    Olaf Gardeick

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    • Stefan Kasselmann
      Stefan Kasselmann

      Hallo Herr Gardeick,
      vielen Dank für Ihr Interesse am LLEC-Projekt. In der Tat sollen im Rahmen des LLEC-Projektes ca. 1.5 MWp an PV-Leistung auf dem Campus installiert werden. Diesen Erzeugungsanlagen stehen dann entsprechend dimensionierte Verbraucher (also ausgewählte Gebäude und Anlagen) gegenüber, die im gleichen Strom-Bilanzraum liegen. Somit ist sichergestellt, dass innerhalb dieses Bilanzraumes ein PV-Anteil am „Stromverbrauch“ von ca. 80% über das Jahr erreicht wird und somit solche wissenschaftlichen Fragen untersucht werden können.

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        Olaf Gardeick

        Vielen Dank Herr Kasselmann für die Antwort.
        Mich lässt eine andere Idee nicht los, die ich mit Ihnen gerne teilen möchte.
        Für die Speicherung von Energie gibt es ja auch die altbewährte Möglichkeit die Kinetik auszunutzen. D.h. Wasser hochzupumpen, wenn überschüssige Energie vorhanden ist und in Spitzenzeiten die Rückgewinnung in elektrischen Strom mittels Generatoren. Würde sich nicht die naheliegende Sophienhöhe (Abraumhalde des Tagebaus) perfekt dazu eignen? Oben einen großen künstlichen See anlegen und die Fallhöhe von nahezu 300 Metern ausnutzen.
        Aus meiner Sicht wäre dies ein ideales Projekt im Rahmen des Strukturwandels gerade in dieser Region. So kann die Kohle durch umweltfrundliche Energie, zumindest teilweise, ersetzt werden.
        Vielleicht ist diese Idee ja auch schon Teil des LLEC Projektes?
        Viele Grüße
        Olaf Gardeick

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        • Stefan Kasselmann
          Stefan Kasselmann

          Hallo Herr Gardeick,
          in der Tat habe ich von diesen oder ähnlichen Ideen schon gehört. Rein technisch betrachtet stellt das sicherlich ein enormes Potential dar. Ob eine solche Maßnahme in einem Gebiet, welches über Jahrzehnte rekultiviert wurde, viele geschützte Arten beheimatet und auch teilweise oder ganz unter Naturschutz steht, eine entsprechende Mehrheit fände, möchte ich allerdings stark bezweifeln. Es gibt auch Ideen den ausgekohlten Teil von Tagebauen zu Pumpspeichern umzufunktionieren. Aber auch hier konkurriert eine solche Idee mit bestehenden Renaturierungsplänen solcher Gebiete. Jedenfalls sind Pumpspeicher, als bewährte Technologie, aktuell kein Thema im LLEC-Projekt.

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  2. Avatar
    Michael Decker

    Ich schließe mich Herrn Gardeicks Meinung an, dass es sich um ein sehr interessantes Projekt handelt.
    In dem Zusammenhang würde mich interessieren, ob auch über die Integration von Elektroautos als temporäre Energiespeicher bzw. -Puffer nachgedacht wurde. Unter der Annahme, dass durchaus ein gewisser Teil der Mitarbeiter in Zukunft mit einem Elektroauto zur Arbeit kommen könnte und das Auto dann sowieso längere Zeit geparkt ist, wäre das vielleicht ebenfalls ein interessantes Experiment mit Praxisrelevanz.

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    • Stefan Kasselmann
      Stefan Kasselmann

      Hallo Herr Decker,
      vielen Dank für ihren Kommentar. Das Thema Elektromobilität ist zwar kein Kernthema des LLEC-Projektes, es ist aber durchaus in der von ihnen angesprochenen Weise interessant. Es gab daher in der Tat Überlegungen das LLEC-Projekt in dieser Art zu erweitern. Wir haben zum Beispiel Kontakt mit einer Firma aufgenommen, die u.a. die Erweiterung geeigneter Straßenlaternen zu Ladestationen (wenn auch mit beschränkter Leistung) vorantreibt. Dort dachte man damals auch darüber nach, die technische Voraussetzung dafür zu schaffen, die Batterien von Elektroautos in das Netz entladen zu können. Wir haben diese Idee damals bis zu einem gewissen Grad für den Campus durchdacht, sie dann aber nicht weiterverfolgt, weil mehr und mehr regulatorische Hürden auftauchten und wir uns zunächst auf unseren eigentlichen „Science Case“ fokussieren wollten. Wir bleiben aber an dem Thema dran.

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  3. Avatar
    Heiko Gerhauser

    Mich würde eine Analyse der Möglichkeiten großer Verbraucher als indirekte Speicher zu dienen interessieren.

    So könnte es sein, dass das Rechenzentrum vor allem Berechnungen anstellt, die nicht zeitkritisch sind, sprich, es ist nicht wichtig, dass an jedem Tag die volle Rechenleistung zur Verfügung steht, sondern es zählt vor allem, die gemittelte Rechenleistung über das Jahr.

    Dann könnte billig mit 100% Wirkungsgrad indirekt das Rechenzentrum als Langzeitspeicher dienen, z.B. in dem in 2% der Stunden (Dunkelflaute) das Rechenzentrum abgeschaltet wird, und dafür die Kapazität um knapp über 2% erhöht wird.

    Wenn das Rechenzentrum z.B. 3 MW verbraucht, könnte man so gegenüber der Alternative Wasserstoff 3 MW an Brennstoffzellen einsparen. Zudem käme es zu keinen Wirkungsgradverlusten bei der Langzeitspeicherung, bei der über die Hälfte der Energie verloren geht.

    Wenn die 3 MW Brennstoffzellen (plus Elektrolyseure, plus Wasserstofftanks, plus zusätzlicher PV/Windkapazitäten) 3 Millionen Euro kosten, wäre die 2% Kapazitätserhöhung des Rechenzentrums die günstigere Lösung, auch wenn das Rechenzentrum selber 100 Millionen Euro kostet, denn 2% davon wären nur 2 Millionen Euro.

    Bei anderen Verbrauchern (Großgeräte, die eh nur 10% der Zeit laufen) wären die Kosten für Verbrauchsverschiebungen vielleicht sogar noch mal deutlich kleiner, so dass ohne Beeinflussung der wissenschaftlichen Ergebnisse einige Versuche mit enormem Energieverbrauch gezielt in windige, sonnige Wochenendstunden gelegt werden könnten.

    Dass Büroarbeitsplätze dagegen keine Verbrauchsverschiebungen mitmachen sollten ergibt sich schnell für mich aus einem Überschlag: 100 Watt pro Arbeitsplatz an 20% der Stunden, also 20 Watt pro Mitarbeiter mal 5000 Mitarbeiter gibt 100 kW oder etwa 1% der Größenordnung 10 MW Gesamtbedarf des FZ, Mitarbeiter in der Dunkelflaute nach Hause schicken wäre also unsinnig, bzw. es wäre kaum vermittelbar, warum für so wenig an Ersparnis alle Mitarbeiter mit kurzer Ankündigungsfrist eine Woche ihres Jahresurlaubs ausgerechnet dann nehmen müssten, wenn es gerade kalt, windstill und wolkig ist irgendwann im November oder Februar.

    Wenn ein Experiment aber 5 MW für 5 Stunden braucht, die entweder in der Dunkelflaute anfallen, oder sonst ungenutzte Überschüsse verwenden könnten, und gerade mal 10 Mitarbeiter dafür am Wochenende arbeiten müssten, und das drei, viermal im Jahr, sieht das Verhältnis aber schon wieder etwas anders aus.

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