Highlights aus 30 Jahren Forschung für die Transformation der Energiesysteme

Gründung des ISET

Das Land Hessen gründet 1988 auf Initiative von Prof. Dr. Werner Kleinkauf das Institut für Solare Energieversorgungstechnik ISET als eigenständiges An-Institut der Universität Kassel. Schwerpunkt ist die Forschung für die Systemtechnik zur Nutzung der erneuerbaren Energien.

 

Windleistungs-Prognose

Das Prognosesystem des ISET ermöglicht Netzbetreibern eine zuverlässige Netz- und Marktintegration von Windenergie und trägt durch seine präzisen Vorhersagen
zu einem sicheren Netzbetrieb bei. Das spart zudem Kosten für Ausgleichsenergie und Regelleistung.

 

Stromrichter

Das ISET hat die Entwicklung der Stromrichtertechnik für die Photovoltaik von den 1990er Jahren bis heute maßgeblich begleitet und wesentliche Impulse für industrielle Innovationen und Standards gegeben, z. B. patentierte spannungseinprägende Stromrichter, die zukünftig das Verbundnetz stabilisieren können.

 

Windmessprogramm

1990 beauftragte die Bundesregierung das ISET mit dem wissenschaftlichen Mess- und Evaluierungsprogramm »250 MW Wind«. Bis 2006 wurden die Daten von 1500 Anlagen systematisch ausgewertet und in einer der weltweit größten Datenbanken über die Windenergie zusammengetragen und aufbereitet.

 

Batteriesimulationen

Mit Hilfe von physikalischen Modellen und modernen Simulationsmethoden gelingt es dem ISET, Bleiakkumulatoren und heute auch Lithiumakkus auf dem Computer in ihrem Verhalten mit hoher Genauigkeit nachzubilden. Die Simulations-Software wird inzwischen weltweit in der Automobil- und Zulieferindustrie eingesetzt.

 

Meeresströmungs-
turbinen

Das ISET war als Systemforschungsinstitut entscheidend an der Entwicklung, am Bau und am Betrieb der weltweit ersten großen Meeresströmungsturbinen-Pilotanlage vor der englischen Westküste beteiligt. Das ISET hat die Regelungstechnik entwickelt und mit Simulationen zur Konzeption und Dimensionierung bei diesem und weiteren Projekten beigetragen.

 

Biogas und
Power-to-Gas

Das ISET erkennt früh das Flexibiltätspotential von Biogasanlagen und entwickelt Verfahren zur bedarfsgerechten Gasproduktion. Für Power-to-Gas als Langzeitspeicher entwickeln wir Reaktor- und Anlagenkonzepte
sowie Betriebsmodelle und Optimierungsverfahren.

Fraunhofer-Gesellschaft

2009 wird das ISET als einer von zwei Institutsteilen in das neue Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES aufgenommen. Unter der Leitung von Prof. Jürgen Schmid wird der Schwerpunkt Energiesystemtechnik weiter ausgebaut und die Mitarbeiterzahl wächst schnell von 180 auf 350.

 

Kombikraftwerk

Das Fraunhofer IWES begegnet mit dem Projekt »Regeneratives Kombikraftwerk Deutschland« der Skepsis, dass eine Stromversorgung auch mit 100 % erneuerbaren Energien stabil sein kann. Auf dieser Basis entwickelt es Systemdienstleistungen für die
Stabiltät der Stromnetze und virtuelle Kraftwerke mit vielen dezentralen Erzeugern.

 

Stromnetze

Der Ausbau von Übertragungs und Verteilungsnetzen erhöht die Flexibilität zum Ausgleich der schwankenden Erzeugung und Lasten und reduziert damit den Speicherbedarf. Das Fraunhofer IWES entwickelt Ausbauszenarien und konkrete regionale Ausbaukonzepte sowie neue Verfahren zur kostenoptimierten Netzausbauplanung.

 

Sektorkopplung

Die Systemkopplung von Strom, Wärme, Gas und Mobilität ermöglicht die Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch in einem System mit stark volatilen Komponenten. Wir entwickeln Verfahren, Komponenten und Geschäftsmodelle für sektorenübergreifende Versorgungsstrukturen und Speichersysteme.

 

Eigenständiges Institut

2018 werden die beiden Institutsteile des Fraunhofer IWES eigenständige Institute. In Kassel entsteht das neue Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE. Seit 2012 hat Prof. Dr. Clemens Hoffmann die Leitung übernommen und das Portfolio um die Energiewirtschaft erweitert.