Presseinformationen

Um die Klimaziele zu erreichen, muss der Windenergieausbau in Deutschland deutlich beschleunigt werden, es müssen also viele neue Windparks in kurzer Zeit gebaut werden. Zu Beginn eines jeden Windparkprojekts steht die Abschätzung der zu erwartenden Energieerträge am jeweiligen Standort. Im Forschungsprojekt „STRAIGHT – Steigerung von Qualität und Effizienz bei der Ertragsabschätzung für Windparks“ entwickelt das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE mit seinen Partnern hierfür neue Verfahren auf Basis künstlicher Intelligenz. Das ehrgeizige Ziel: Die Dauer der Ertragsabschätzung mindestens halbieren, um so zur Beschleunigung des Windenergieausbaus beizutragen.

Die Energiewende stellt an die Stromnetze neue Anforderungen. Was die Netze vor Ort künftig leisten müssen, haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in einem umfassenden Modell für Ostdeutschland und Hamburg erarbeitet. In den Berechnungen werden alle verfügbaren Informationen zu neuen Strom-Verbrauchern und -Erzeugern gebündelt und zu einer Gesamtlage zusammengefasst. Im Ergebnis liegt nun ein räumlich hoch aufgelöstes Szenario für die Region Ost vor. Dieses bildet die Basis für die gesetzlich vorgeschriebenen Netzausbaupläne der Verteilnetzbetreiber.

Mit Fortschreiten der Energiewende hängt die Resilienz des Stromsystems zunehmend vom Verteilnetz ab: Statt der Synchrongeneratoren von Großkraftwerken im Übertragungsnetz müssen künftig vor allem die netzbildenden Stromrichter der Batteriespeicher, Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen in den unteren Netzebenen für die nötige Trägheit – und damit Stabilität – im System sorgen. Das Fraunhofer IEE in Kassel entwickelt daher jetzt mit der TU Braunschweig, der SMA Solar Technology AG und weiteren Partnern im Forschungsprojekt „Verteilnetz 2030plus“ Lösungen und Produkte, mit denen sich die Netze mithilfe der Stromrichter auch nach dem Abschalten von Atom- und Kohlekraftwerken sicher betreiben lassen.

Expertinnen und Experten des Fraunhofer IEE und der Unternehmen ENERCON, Alterric Deutschland, DUtrain und Westnetz haben in Rheinland-Pfalz gemeinsam gezeigt, wie ein Windpark gesteuert werden muss, so dass er nach einem großflächigen Stromausfall zum Wiederaufbau des Stromnetzes beitragen kann. Weitere Feldtests mit einem Solar-Flächenkraftwerk verliefen ebenfalls erfolgreich. Diese und weitere Ergebnisse wurden im Abschlussbericht des dreijährigen Forschungsprojektes „SysAnDUk – Systemdienliche Anforderungen an Dezentrale Erzeugungsanlagen zur Unterstützung in kritischen Netzsituationen und des Netzwiederaufbaus“ veröffentlicht.

In der Studie „Flächenverfügbarkeit und Flächenbedarfe für den Ausbau der Windenergie an Land" haben Expertinnen und Experten von Guidehouse Germany GmbH, dem Fraunhofer IEE und der Stiftung Umweltenergierecht weiteren Handlungsbedarf für den Gesetzgeber bei der Flächenbereitstellung für die Windenergie identifiziert. Derzeit sind nur 0,47 % der Bundesfläche für die Windenergie an Land rechtskräftig ausgewiesen und verfügbar. Das Ziel von 1,4 % bis 2027 erfordert eine Verdreifachung. Die im Auftrag des Umweltbundesamts erstellte Studie analysiert die aktuelle Situation der Flächenverfügbarkeit und gibt Empfehlungen für den mittel- und langfristigen Ausbau der Windenergie.

Seit einigen Jahren steigt der Anteil an Erneuerbaren Energien im gesamten europäischen Stromnetz deutlich an, was zur Mehrbelastung in allen Bereichen der Energiewirtschaft führt. Das Management der Aufgaben kann nicht mehr nur durch menschliche Expertise durchgeführt werden und so wird die Gefahr von vorübergehenden lokalen oder flächendeckenden Stromausfällen realer. Intelligente, automatisierte Lösungen müssen als Antwort auf die zunehmende Komplexität entwickelt werden. Die Nachwuchsgruppe „RL4CES - Reinforcement Learning for Cognitive Energy Systems” des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE und der Universität Kassel stellt sich nun dieser Aufgabe.

Hessens Ministerin für Wissenschaft und Kunst, Angela Dorn und Fraunhofer Vorstand Alexander Kurz sowie Kassels Baudezernent Christof Nolda haben heute zusammen mit gut 300 geladenen Gästen aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und Gesellschaft den neuen Campus des Fraunhofer IEE in Kassel feierlich eingeweiht und zum 35-jährigen Jubiläum gratuliert. Knapp 70 Millionen Euro haben das Bundesforschungsministerium und das Land Hessen in den Neubau investiert.

Die Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz, Amprion, TenneT und TransnetBW haben kürzlich den ersten Entwurf des Netzentwicklungsplans (NEP) Strom 2037/2045 veröffentlicht und an die Bundesnetzagentur übergeben. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat hierfür die Regionalisierung der erneuerbaren Energien modelliert und konkretisiert damit, wo zukünftig Windenergie- und Photovoltaikanlagen für die Energiewende voraussichtlich errichtet werden.

Die Stabilitätsbewertung im Stromnetz wird komplexer. Noch wird die Netzfrequenz wesentlich über die Trägheit der Schwungmassen von Großkraftwerken stabilisiert. In naher Zukunft jedoch werden auch verteilte Anlagen die Netzdynamik über ihre Stromrichterregelung bestimmen. Um eine Steuerung der Netze bei einem hohen Anteil von Photovoltaik- und Windkraftwerken abzusichern, arbeiten Forschende des Fraunhofer IEE mit verschiedenen Partnern an digitalen Assistenzsystemen für Netzbetreiber. Ziel des Forschungsprojektes LI-SA “Assistenzsysteme für einen sicheren Betrieb von Verbundnetzen mit geringer Trägheit“ ist es, eine vorausschauende Online-Bewertung des Zusammenspiels von Anlagen mit geringer mechanischer Trägheit in den Leitwarten der Netzbetreiber zu ermöglichen.

Die Energiewende wird mit Künstlicher Intelligenz (KI) leichter realisierbar. Sogenannte KI-Agenten können komplexe Steuerungsprozesse übernehmen, die mit der heutigen Personal- und Technikausstattung in den Unternehmen nicht zu stemmen wären. Das ist eine zentrale Erkenntnis eines dreijährigen Forschungsprogramms des Kompetenzzentrum Kognitive Energiesysteme (K-ES). Untersucht wurden die Vorteile von KI insbesondere für Netzbetrieb, Prognosen, Resilienz, Leistungselektronik, Energiemanagement, Energiehandel und weitere Zukunftsfelder der Energieversorgung.