Decarbonizing District Heating with reversible High-Temperature Heat Pumps - Flexibilization and Dispatch Optimization

Kurzbeschreibung

Beschreibung Geothermie zählt zu den wenigen erneuerbaren Energiequellen, die unabhängig von Wetter und Tageszeit zuverlässig Wärme und Strom liefern können. Eine zentrale Herausforderung besteht jedoch im saisonal stark schwankenden Energiebedarf. Aktuell werden Geothermie-Anlagen dennoch verhältnismäßig konstant betrieben, um die Tauchkreiselpumpen vor zu hohen Lastwechseln zu schützen – wodurch das vorhandene Flexibilitätspotenzial bislang weitgehend ungenutzt bleibt. Um abschätzen zu können, welches wirtschaftliche und energetische Potenzial in einer Integration mit einer reversiblen Hochtemperaturwärmepumpe liegt, soll dies im Rahmen dieser Arbeit anhand eines Energiesystemmodells untersucht werden. Im Fokus stehen dabei insbesondere die Teilnahmemöglichkeiten am Regelleistungsmarkt sowie eine Bewertung der gewonnenen Flexibilität anhand geeigneter Kennzahlen (KPIs). Arbeitspakete: • Literaturrecherche zu Geothermischen Energiesystemen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. • Szenarioanalyse potentieller geothermischer Energiesytem-Konfigurationen. • Integration des Regelleistungsmarkts in das bestehende Energiesytemmodel. • Validierung und Charakterisierung des Energiesystems anhand definierter KPIs. Voraussetzungen Requirements • Grundkentnisse Python hilfreich aber nicht erforderlich • Interesse an Thermodynamik, Wirtschaftlichkeit und thermischen Energiesystemen (ORC, Wärmepumpen) • Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise sowie Bereitschaft zu praktischer Arbeit am Versuchsstand