Das Potenzial der Solarthermie heben

Unsere Energie wird in Zukunft immer öfter aus Solarthermie stammen. Mit dem Projekt „HeatITup“ schaffen die ACR-Institute AEE INTEC, V-Research und KMFA auf Basis eines digitalen Zwillings die Grundlage, solarthermische Großanlagen effizient und wirtschaftlich betreiben zu können.

Das Erreichen der Klimaziele steht und fällt mit der Wärmewende. Gerade im Bereich der thermischen Energie gibt es derzeit aber noch großen Aufholbedarf. Als preisstabile Alternative mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von der Industrie bis zu Wärmenetzen tun sich solarthermische Großanlagen über 500m2 hervor. Sie verzeichneten bereits in den vergangenen Jahren ein markantes Wachstum und alles deutet darauf hin, dass sich dieser Trend weiter fortsetzen wird.

Fest steht aber auch, dass sich die Anlagen angesichts erheblicher Anfangsinvestitionskosten nur amortisieren können, wenn bei niedrigen Betriebskosten hohe Energieerträge erzielt werden. Entsprechende Monitoring-Tools sind am Markt bisher allerdings kaum erhältlich und das schlägt sich in der Wettbewerbsfähigkeit nieder. Damit das Potential der Anlagen nicht länger unausgeschöpft bleibt, entwickeln die ACR-Institute AEE INTEC, V-Research und KMFA im Projekt „HeatITup“ eine Open Source Softwarelösung, um den laufenden Betrieb zu überwachen und zu optimieren.

Die Grundlage dafür bildet ein sogenannter digitaler Zwilling, also ein virtuelles Abbild der tatsächlichen Anlage. Basierend auf einem kontinuierlichen Datenaustausch mit der Anlage und aktuellen Messdaten zu relevanten Einflussfaktoren wie der Temperatur oder der Solarstrahlung kann so der thermische Energieoutput berechnet werden. Damit eröffnet der digitale Zwilling ein breites Feld an Anwendungsmöglichkeiten, das von der Anlagenplanung über die Ertragsprognose bis hin zur Fehlerdetektion reicht.

„Die Monitoring-Software soll nicht nur die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von solarthermischen Großanlagen steigern, sondern auch die digitale Transformation der Branche beschleunigen.“

Carina Seidnitzer-Gallien, Projektleiterin am AEE INTEC
Solarthermie-Anlagen auf Wiese

Damit der digitale Zwilling auch in der Praxis hält, was er verspricht, führt das Forscher*innen-Team anhand zweier Use Cases umfassende Testungen durch, um Optimierungspotenziale auszuloten. Darüber hinaus werden ausgewählte Anlagenbetreiber in den Entwicklungsprozess eingebunden, um die Integration in Unternehmensprozesse zu ermöglichen und ihre Wirtschaftlichkeit zu erproben. Zwar sind digitale Zwillinge – etwa in Gebäudeanwendungen – inzwischen weit verbreitet, ihr Einsatz für solarthermische Großanlagen ließ bisher aber gänzlich auf sich warten.

„HeatITup“ vereint methodische, softwaretechnische und Business-Innovationen, um diese Lücke zu schließen und macht eine Reduktion in den solaren Wärmeentstehungskosten von rund 5% möglich. Auf Basis des digitalen Zwillings können Unternehmen ihre Anlagen wesentlich effizienter betreiben und sich damit auch international vom Mitbewerb abheben. Mit „HeatITup“ wird die digitale Transformation in der österreichischen Solarthermie-Branche Realität.