Forschungsportfolio

Themenschwerpunkt: Smarte und energieeffiziente Energiekonzepte für Gebäude und Quartiere

FKZ 03EN3095D
Demonstration von skalierbaren Lösungen und Entwicklung von digitalen Methoden für Planung, Umsetzung und Betrieb von integrierten Energiekonzepten mit Großwärmepumpen in Bestandsquartieren
Teilvorhaben: Entwicklung einer smarten WP-Heizzentrale, Monitoring Stutensee

FKZ 03ET1590B
Fraunhofer ISE
Konzeption, Umsetzung und Evaluierung eines smarten Energieversorgungskonzepts für einen Cluster von fünf Bestands-Mehrfamilienwohngebäuden (MFH) in Karlsruhe durch smarte Integration von PV, Wärmepumpen, BHKW und einem Nahewärmenetz mit Strom- und Wärmespeicher
Simulation und Otpimierung des Energiekonzepts in einem dafür entwickelten Python-Framework zur Dimensionierung der Komponenten und Speicher
Entwurf eines integrierten Energiemanagementsystems mit Monitoring, Datenkommunikation und -ablage, Fehlererkennung, Visualisierung und regelbasierter Steuerung
Entwicklung einer modellprädiktiven Regelung zur Optimierung des Eigenverbrauchs und netzdienlichem Betrieb unter Berücksichtigung von Flexibilität von Speichern, Wettervorhersage, und KI-basierter Lastprognose
Begleitung der Umsetzung des Demovorhabens mit Unterstützung der Inbetriebnahme und Auswertung des Monitorings

FKZ 03SBE0001
Mehrfamilienhäuser nachhaltig mit Wärmepumpen beheizen – Projektverbund von Forschung, Heiztechnik-Herstellern und Wohnungswirtschaft
Thematischer Schwerpunkt: Simulation von Bestandsgebäuden mit Wärmepumpen, Temperaturabsenkung durch selektiven Heizkörpertausch, Erschließung von PVT-Kollektoren als Niedertemperaturwärmequelle

Mitarbeit bei NREL-Forschungsprojekt während Auslandsaufenthalt
Entwicklung einer Plattform zur hochperformanten Simulation von Gebäuden und Energiesystemen in Gebäuden und Quartieren durch Kopplung von OpenStudio, Energy+ und Dymola/Modelica
Datenanalyse und Synthetisierung von Zeitreihen von Niedertemperaturabwärmequellen mit Python: Entwicklung eines Modellansatzes auf Basis gefitteter saisonaler und täglicher Profile mittels cyclic cubic splines, Verfügbarkeitsmodell und ARIMA-Ansatz für graues Rauschen
Simulation von kalten Nahwärmenetzen mit integrierten Abwärmequellen (Modelica)

Energetische Evaluation von Trinkwasserversorgungsvarianten
Integrale Beschreibung der Technischen Gebäudeausrüstung in BIM für Planung und Betrieb energieeffizienter Gebäude
FKZ 03ET1611A

FKZ 03ET1316A): Demonstrationsgebäude: Rathaus Freiburg - Netzdienliches Netto-Nullenergie Bürogebäude -Teilvorhaben: Bewertung und Umsetzung des netzdienlichen Betriebs.
Entwurf und Simulation einer PVT-Anlage zur Trinkwassererwärmung
Erstellung eines Monitoringkonzepts und Auswertung von Monitoringdaten aus der Gebäudeautomation zur Anlagenoptimierung

FKZ 03EGB0026A
Teilvorhaben: Systemkonzeption und automatisierte Fehlererkennung
Entwurf, Simulation und Steuerungsentwicklung eines Strom- und Wärmeversorgungskonzept für ein Bestandsquartier in Gutach im Breisgau auf Basis von kalter Nahwärme Wärmepumpen, PV, und Abwärmeintegration und Wasserstoff.

Industrieauftrag: Thermische Gebäudesimulation eines Bürogebäudes mit Veranstaltungsbereich zur Erstellung von Lastreihen für Heizen und Kühlen

FKZ 03ETW011A
Entwicklung von wirtschaftlichen und effizienten PVT-Gesamtlösungen und dafür geeigneten PVT-Kollektoren
Entwicklung und Simulation von Wärmepumpensysteme mit PVT-Kollektoren

FKZ 0325538B
Entwicklung und Pilotfertigung eines abgedeckten Photovoltaisch-Thermischen Hybrid-Kollektors der zweiten Generation mit verbesserter thermischer Leistungsfähigkeit
Gesamtprojektleitung
Physikalische Modellierung von PVT-Kollektoren (Dymola/Modelica) mit Modellvalidierung
Simulation von PVT-Systemen und Anlagen (TRNSYS) und Datenanalyse
Entwicklung von Überhitzungsschutzkonzepte mit smarter Betriebsführung zur Schaltung zwischen Strom- und Wärmepriorität, sodass netzdienlicher Betrieb und Optimierung der Jahresenergieerträge ermöglicht wird.
Monitoring, Analyse und Optimierung von drei Feldtestanlagen mit PVT-Kollektoren als alleinige Wärmequelle für die Wärmepumpenanlage

FKZ 325873
Entwicklung von organisch-basierte PV-Modulen (OPV) gekoppelt mit Thermiekollektoren auf Polymerbasis

FKZ 0325854A
Charakterisierung der Leistungsfähigkeit von Wärmepumpe-Heizsystemen mit quellenseitig installierten PVT-Kollektoren und Modellentwicklung zur Integration in kommerzielle Planungswerkzeuge
Teilvorhaben: Untersuchung von Kondensations- und Vereisungseffekten sowie Modellentwicklung

Industrieauftrag: Simulation von Energiekonzepte für Freibäder, Industrieliegenschaften und gewerblichen Gebäuden
Mitarbeit in folgenden Themenbereichen: Komponentenentwicklung und Simulation von Solarthermie, Photovoltaik und PVT; Gebäudeintegration von Solarenergie; Standardisierung und Normierung