Forschungsprojekte

Das Vorhaben UrbanTurn des Fraunhofer IEE zielt insbesondere auf die Entwicklung und Erprobung von Technologien und Regelungsstrategien zur effizienten Integration und Nutzung von dezentralen, volatilen Wärmequellen in Wärmenetzen anhand simulativer sowie versuchsbasierter Methoden ab.

Das Projekt UrbanGroundHeat verfolgt diesbezüglich zwei zentrale Projektziele. Auf Basis von modellbasierten Potentialuntersuchungen und Vorplanungen soll die Umsetzbarkeit für bestehende Quartieren der am Projekt beteiligten Energieversorger erarbeitet werden, so dass eine reale Umsetzung als zentrales Projektziel vorbreitet wird. Hierzu sollen detailliert die technischen, regulatorischen und ökonomischen Anforderungen in den untersuchten Quartieren identifiziert und bewertet werden.

Das Projekt BioBatSys kombiniert Biogasanlagen mit Batteriespeichern:Batterien können kurzfristig sehr hohe Leistungen zur Verfügung stellen, während Biogasanlagen mit einer höheren mechanischen Trägheit versehen sind, dafür aber über einen im Vergleich zu Batterien längeren Zeitraum Energie speichern und bedarfsgerecht abrufen können. Ziel ist es, mit dieser Kombination einerseits neue Vermarktungswege zu erschließen und andererseits den Eigenverbrauch zu optimieren.

Das Projekt MeGA liefert wichtige Beiträge zur Entwicklung einer modernen und sicheren Anlagenkommunikation mit Großerzeugungsanlagen. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Für Großerzeugungsanlagen wird dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickelt und in einem Feldtest erprobt.

Das Gesamtvorhaben ProMetheUs verfolgt das Ziel, die Herausforderungen im Betrieb der Übertragungsnetze infolge der Energiewende und des massiven Ausbaus erneuerbarer Energien zu bewältigen. Im Rahmen des Gesamtvorhabens soll ein Paradigmenwechsel von deterministischen zu probabilistischen Ansätzen im Netzbetrieb stattfinden, um eine höhere Auslastung der Netze bei gleichzeitig gewährleisteter Sicherheit und Zuverlässigkeit zu ermöglichen.

METIS IV erweitert die METIS-Energiemodellumgebung durch gezielte Modell- und Daten-Upgrades, einschließlich verbesserter Darstellungen von Strommärkten, Netzbeschränkungen, globalem Wasserstoffhandel und sektoraler Nachfrageflexibilität.

Das beendete Forschungsvorhaben INTEEVER (Laufzeit 01/2015 – 04/2018) adressierte die Begrenztheit der Abbildung von netzseitigen sowie akteursbezogenen Aspekten in den heutigen Energiesystemmodellen und die daraus resultierende Unsicherheit von Szenarienanalysen hinsichtlich der Rolle unterschiedlicher Flexibilitätsoptionen im zukünftigen Stromsystem, wie insbesondere der Stromspeicher.

Im Rahmen des Projekts wurden neue datengetriebene Geschäftsmöglichkeiten analysiert, die sich auf die Interaktion zwischen TenneT als digitalisiertem ÜNB und angrenzenden Marktakteure bis 2030 konzentrieren. Dazu gehörten daten- und plattformgesteuerte Geschäftsmöglichkeiten, die sich z.B. für Prosumer, Entwickler dezentraler Energieanlagen, Netzbetreiber und die Gesellschaft ergeben, um den Herausforderungen des Klimawandels sowie der zunehmenden Entwicklung erneuerbarer und dezentraler Energiequellen im Energiesystem zu begegnen.

Ziel des Vorhabens ANaPlan war die Entwicklung einer ganzheitlichen Netzausbauplanung, welche neben den Investitions- und Betriebskosten (Capex und Opex) auch die Altersstruktur des Netzes in Form von Asset-Daten berücksichtigt. Durch den automatisierten Ansatz kann die Netzentwicklung in verschiedenen Varianten automatisiert simuliert und analysiert werden.

Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sind für den sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stromnetzes verantwortlich. Eine ihrer Aufgaben ist dabei die Frequenzhaltung, die dazu dient, Ungleichgewichte zwischen Verbrauch und Erzeugung auszugleichen und dadurch die Sollnetzfrequenz zu halten. Dazu beschaffen die vier deutschen ÜNB Regelleistung in Form von Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserve, die sich u.a. hinsichtlich ihrer Aktivierungszeit (30 Sekunden, 5 Minuten und 15 Minuten) unterscheiden. Eine entscheidende Frage ist dabei die Menge der vorzuhaltenden Regelleistung. Bisher erfolgt die Bestimmung dieses Bedarfs vierteljährlich. Dies hat u. a. den Nachteil, dass schwankende Anteile von Wind- und Solarstrom, die einen unterschiedlichen Bedarf an Regelleistung mit sich bringen, nicht berücksichtigt werden. Daher will das Projektkonsortium aus Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) und TenneT in dem neuen BMU-Forschungsprojekt ein Verfahren entwickeln, dass eine tägliche Dimensionierung des Bedarfs an Sekundärregelleistung und Minutenreserve ermöglicht.