Transientes Verhalten gekoppelter Energienetze mit hohem Anteil Erneuerbarer Energien


Project Acronym
TransiEnt.EE
 
Project Title
Transientes Verhalten gekoppelter Energienetze mit hohem Anteil Erneuerbarer Energien
 
Funding Code
03ET4003
 
 
Principal Investigator
Schmitz, Gerhard
Ackermann, Günter
Kather, Alfons
 
 
Status
Abgeschlossen
 
Duration
01-05-2013
-
28-02-2021
 
 
Abstract
Das Ziel der Energiewende ist es die Schadstoffemissionen der Energiebereitstellung zu verrin-gern, ohne dabei die Versorgungssicherheit des Energieversorgungsnetzes zu gefährden. Dafür ist ein möglichst umfassender Einsatz von Erneuerbaren Energien unerlässlich. Gleichzeitig führt die zeitliche Fluktuation der regenerativen Energiebereitstellung jedoch zu bedeutenden Herausfor-derungen was die Integration dieser Technologien in das bestehende Energieversorgungsnetz betrifft. Im Rahmen des Forschungsvorhabens TransiEnt.EE soll anhand einer dynamischen Sys-temsimulation des gekoppelten Energieversorgungsnetzes der Freien und Hansestadt Hamburg in der objektorientierten Programmiersprache Modelica eine Untersuchung und Bewertung ver-schiedener Ansätze zur Lösung dieses Problems gefunden werden.
Dem Forschungsvorhaben liegt die Vision einer Energieversorgung aus mehreren geschlossenen, aber nicht abgeschlossenen Versorgungsbereichen zugrunde. Jeder dieser Bereiche ist insofern autark, als das der eigene lokale Energiebedarf durch Wandlung von Primärenergie innerhalb der Bereichsgrenzen unter möglichst hoher Einbindung von Erneuerbaren Energien abgedeckt wird. Die dynamische Modellierung ermöglicht die Untersuchung von Kopplungseffekten zwischen den verschiedenen Beteiligten des Versorgungsnetzes. Als Beispiel für solche Kopplungseffekte ist der Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen zu nennen, die sowohl in das Wärme- als auch in das Elektrizitätsnetz Energie einspeisen. Ist zum Beispiel gleichzeitig ein hoher Wärmebedarf als auch ein hohes Angebot elektrischer Energie vorhanden, können diese Anlagen nicht heruntergeregelt werden, um die Deckung des Wärmebedarfs zu gewährleisten. Dies kann zu der Notwendigkeit führen die Einspeisung regenerativer Energiequellen, wie Offshore-Windparks, zu verringern, um die Stabilität des elektrischen Energienetzes sicherzustellen.
Durch die transiente Betrachtung wird darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen, zeitliche Aus-gleichsmöglichkeiten durch den gezielten Einsatz von Speichertechnologien aufzudecken. Neben der Frage welche Art von Speicher, in welcher Größe und an welchem Ort sinnvoll ist, ermöglicht die dynamische Betrachtung auch eine Analyse zeitlich hoch auflösender Effekte, die das Gesamt-system signifikant beeinflussen. Die Integration von Teilmodellen mit stark unterschiedlichen Zeitkonstanten in ein gekoppeltes Systemmodell stellt dabei eine besondere Herausforderung an die Architektur des Modells dar.
Anhand von verschiedenen Szenarien und unter Verwendung des so gestalteten Modells wird im Rahmen des Projekts TransiEnt.EE nach Möglichkeiten gesucht eine verlässliche Einbindung von Erneuerbaren Energien in eine existierende Energieversorgungsstruktur zu realisieren. Die ab-schließende Bewertung der verschiedenen Szenarien erfolgt anhand der CO2-Emissionen pro Jahr, wodurch ein direkter Rückschluss auf die Ziele der Energiewende ermöglicht wird.
 

Publications
(All)

Results 1-9 of 9

Issue DateTitleTypeAuthor(s)
1Aug-2020Evaluation of energy storage in integrated energy systemsThesisAndresen, Lisa 
221-Sep-2018Fulltext availableOpen AccessDynamic simulation of different transport options of renewable hydrogen to a refinery in a coupled energy system approachArticleAndresen, Lisa ; Bode, Carsten ; Schmitz, Gerhard 
3Oct-2017Energiespeicher (Kapitel 3.1)Chapter (Book)Andresen, Lisa ; Schmitz, Gerhard 
427-Jun-2017Development of a CSP plant energy yield calculation tool applying predictive models to analyze plant performance sensitivitiesChapter/Article (Proceedings)Haack, Lukas ; Peniche, Ricardo ; Sommer, Lutz ; Kather, Alfons 
52017Dynamic simulation and evaluation of renewable hydrogen supply chains to a refineryChapter/Article (Proceedings)Andresen, Lisa ; Bode, Carsten ; Schmitz, Gerhard 
62017Analysis of renewable energy integration options in urban energy systems with centralized energy parksThesisPeniche Garcia, Ricardo 
76-Sep-2016Fulltext availableBewertung von Power-to-Gas-Anlagen mittels dynamischer SystemsimulationArticleAndresen, Lisa ; Schmitz, Gerhard 
8Sep-2015Fulltext availableOpen AccessStatus of the TransiEnt Library : Transient Simulation of Coupled Energy Networks with High Share of Renewable EnergyChapter/Article (Proceedings)Andresen, Lisa ; Dubucq, Pascal ; Peniche Garcia, Ricardo ; Ackermann, Günter ; Kather, Alfons ; Schmitz, Gerhard 
9Sep-2014Thermodynamic Model for Heat Pump Energy StorageChapter/Article (Proceedings)Andresen, Lisa ; Heyde, Michael von der  ; Schmitz, Gerhard