Die Arbeit setzt sich mit dem flexiblen Betrieb von Fernwärmenetzen unter Nutzung zellularer Strukturen auseinander. Es erfolgt eine Übertragung des zellularen Ansatzes von Elektroenergienetze auf Fernwärmenetze. Wichtige Begrifflichkeiten im Rahmen eines flexiblen, zellularen Betriebs von Fernwärmenetzen werden definiert und in einem Glossar zusammengetragen.
Zunächst wird dargelegt, wie ein flexibler Netzbetrieb mit teilweise zellularen Ansätzen in Forschung und Praxis bereits umgesetzt bzw. untersucht wurde und welche Erfahrungen daraus zu entnehmen sind.
Auf Grundlage dessen und den zu erwartenden Entwicklungen in der Fernwärme wird eine Variantenmatrix mit zu untersuchenden Flexibilitätsoptionen erstellt. Dabei steht die Anwendung auf Bestandsnetze im Vordergrund.
Die Flexibilitätsoptionen werden im Rahmen von drei Simulationsstudien umgesetzt. In Simulationsstudie S1 erfolgt eine teilzentrale lokale Vorlauftemperaturanpassung mittels Einsatzes einer Wärmepumpe bzw. einer Rücklaufbeimischung. In Simulationsstudie S2 wird die Wärmehaltung dezentral eingespeister Energie in einer Zelle durch Wärmespeicherung untersucht. In Simulationsstudie S3 wird die bedarfsgeführte Vorlauftemperaturregelung am zentralen Erzeuger umgesetzt. Die Simulation erfolgt an einem Beispielnetz unter Nutzung der Simulationssoftware TRNSYS-TUD.
Die durchgeführten Simulationen stellen erste Untersuchungen zum zellularen flexiblen Netzbetrieb dar und zeigen weiteres Untersuchungspotenzial auf.