Neuer Forschungsschwerpunkt "Energiesystem Stadt"

Integrative Quartiers- und Stadtteilkonzepte
erschließen neue Energiequellen und steigern die Nutzungseffizienz

Die Hauptaufgabe für die anstehende nächste Phase der Energiewende ist eine Systemintegration der erneuerbaren Energien in der gesamten Breite. Volatile erneuerbare Energien werden systembestimmend und deren weiterer Ausbau erfordert ihre Integration – technisch und insbesondere ökonomisch – in ein zunehmend flexibel agierendes Gesamtsystem. Flexibilisierung ist eine Schlüsselanforderung sowohl für die komplementäre (residuale) Stromerzeugung mit konventionellen Kraftwerken und Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung als auch für die Verbrauchsseite, um möglichst eine flexible Anpassung von Lasten an das Stromdargebot anzupassen. Dies bedingt zudem eine sektorübergreifende Integration, also die flexible Nutzung von elektrischer Energie in Verbrauchssektoren wie Wärmebereitstellung und Mobilität. Zugleich können Energiespeicher diese Systemintegration unterstützen, indem sie einen zeitlichen Ausgleich zwischen Bereitstellung und Nutzung eröffnen.

Themenschwerpunkte

Konzepte regionale
Energiewende

  • Demoprojekte zur lokalen Energiewende auf unterschiedlichen städtebaulichen Ebenen
  • Systemoptimierung zur Versorgung
    aller Sektoren aus lokalen
    Erneuerbaren Energien
  • Sektorenkopplung im urbanem Umfeld und in der Stadt‐Land‐Interaktion
  • Netzwerke und Entwicklungskooperationen auf städtischer und regionaler Ebene

Kopplungstechnologien

  • Contracting-Methoden zur Betriebsoptimierung und Netzdienlichkeit von Wärmepumpen
  • Integrierte Wind-Wärme/Kälte-Systeme für Liegenschaften, Gewerbe und Industrie
  • Dynamische Netzstützung mit großen
    Wärmepumpe / Kältemaschinen bei fluktuierender EE-Einspeisung
  • Wärmepumpe für Bestandsgebäude
    und – quartiere
  • Elektrische Antriebe und deren Ladekonzepte am Beispiel der Binnenschifffahrt

Planungstools

  • Gemeinsame Planung von Netzinfrastrukturen (Strom-Wärme-Gasnetze)
  • Quartierskonzeptplanung unter Einbindung von Regulatorien und Richtlinien
  • GIS-basierte, regionale Potenzialanalysen und Zubauprognosen
  • Wirtschaftlich optimierte Auslegung von Energiesystemen
  • Planung von dezentralen Erzeuger-Speicher-Systemen
  • CO2-Bilanzierung von Landkreisen,
    Kommunen, Quartieren und Städten

Energiemanagement

  • Energiemanagement, Netzbetrieb und EE-Vermarktung basierend auf künstlicher Intelligenz
  • Softwaresysteme für ganzheitliche Flexibilisierung von Markt-Netz-Prosumer
  • Interaktion und Skalierung von Energiemanagementsystemen

Geschäftsmodelle

  • Umfrage zur Zukunft der Geschäftsmodelle von Versorgern und Einfluss der Digitalisierung
  • Netzwerkbildung zu neuen Geschäftsmodellen im Energiesystem Stadt
  • Evaluierung neuer Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten
  • Analyse von Preis- und Kostenstrukturen, Wertschöpfungsmechaniken und Investitionsanreizen
  • Proof of Concept für Geschäftsmodelle

District Lab

  • Errichtung einer Laborinfrastruktur für die Erprobung wärmenetzbasierten Versorgungslösungen
  • Analyse von Synergieeffekten der Systemkomponenten
  • Erprobung von Betriebsführungs- und
    Regelungsstrategien mittels Hardware-in-the-loop-Einheiten
  • Realtests der technischen Gebrauchsdauer von Rohrleitungen
  • Validierung von Simulationsmodellen und –komponenten

Energy Transition Hub

  • Kommunikations- und Kollaborationszentrum für weltweit verteiltes Arbeiten
  • Zusammenführung der Daten von sektorübergreifenden Energiesystemen zur Entwicklung von Systemoptionen
  • Dialog mit Stakeholdern der internationalen Energiewenden  
  • Aufbau eines Demonstrators einer Kollaborations- und Präsentations-Software
  • Anbahnung internationaler Zusammen-
    arbeit auf Städteebene
 

20.6.2018

Energiesystem Stadt: Sektorenkopplung
in urbanen Räumen

Das Fraunhofer IEE in Kassel startet den neuen Forschungsschwerpunkt „Energiesystem Stadt“. Das Hessische Ministerium für Wissenschaft und Kunst fördert den Aufbau des neuen Kompetenzfeldes in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 6 Mio. Euro. Damit erschließt das auf Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik spezialisierte Fraunhofer-Institut in Kassel einen weiteren wichtigen Baustein für die erfolgreiche Weiterentwicklung der Energiewende in Hessen und Deutschland und möchte sich zu einem zentralen Ansprechpartner in diesem Feld entwickeln, erklärt der stellv. Institutsleiter Prof. Dr. Kurt Rohrig: „Volatile erneuerbare Energien werden systembestimmend und ihr weiterer Ausbau erfordert ein zunehmend flexibel agierendes Gesamtsystem. Dies bedingt eine sektor-übergreifende Integration, also die effiziente und flexible Nutzung von elektrischer Energie in Verbrauchssektoren wie Strom, Wärme, Kälte und Mobilität sowie die effiziente Betriebsführung der Systeme und deren Interaktion.“

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir beraten Sie gerne.

Dietrich Schmidt

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Dr. Dietrich Schmidt

Abteilungsleiter Strom-Wärme-Systeme

Fraunhofer IEE
Gottschalkstr. 28a
34127 Kassel

Telefon +49 561 804-1871