Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines IoT-Konzepts für eine bidirektionale Wärmeübergabestation in einem HiL-Versuchsstand. Angesichts des verstärkten Übergangs zu nachhaltigen Energiesystemen ist die Integration von dezentralen Wärmequellen in Fernwärmenetze von zentraler Bedeutung. Die bidirektionale Wärmeübergabestation ermöglicht nicht nur den Bezug von Fernwärme, sondern auch die Einspeisung lokal produzierter Wärme. Dieser Funktionsumfang ist ein wesentlicher Schritt, um die Flexibilität und Nachhaltigkeit von Fernwärmenetzen zu erhöhen und den Einsatz erneuerbarer Energien zu fördern.
Eine umfangreiche Literaturrecherche liefert einen Überblick über Prototypen und bereits erprobte Anlagen und verdeutlicht den Bedarf an weiteren Forschungen zu bidirektionalen Wärmeübergabestationen. Die Arbeit befasst sich mit der Einbindung verschiedener Use Cases, weshalb unterschiedliche Systemkonfigurationen ermöglicht werden müssen. Der Versuchsstand wird mithilfe vorhandener Laboranlagen praxisnah umgesetzt und anschließend mit umfangreichen Referenzmessstellen ausgestattet.
Im Anschluss erfolgt die Entwicklung des IoT-Konzepts, welches die Datenübertragung der Sensoren und Aktoren an eine Cloud ermöglicht. Die Kommunikation erfolgt über die Protokolle Modbus und MQTT, mit einem MQTT-Broker als zentrale Schnittstelle. Unter Verwendung der Kommunikationsstruktur N5GEH, werden die Daten in einer Datenbank gespeichert und mithilfe der Software Grafana visualisiert. Die erfolgreiche Umsetzung des IoT-Konzepts wird durch Funktionstests belegt.
Die Arbeit schließt mit Untersuchungen zur Übertragbarkeit des Konzepts auf eine weitere Wärmeübergabestation an der TU Dresden. Es werden Kommunikationswege für die Datenübertragung erarbeitet, und Messstellenvergleiche zeigen die Anpassbarkeit des Konzepts.
Die Ergebnisse der Funktionstests zeigen, dass die bidirektionale Wärmeübertragung im Versuchsstand mithilfe der Wärmeübergabestation umgesetzt werden kann.