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Dezentrale Energiesysteme und Netze

Die Förderung von erneuerbaren Energien (EE) und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) führt zu einer zunehmenden Dezentralisierung von Energiesystemen, wodurch neue Herausforderungen für das System entstehen. Besonders in Deutschland erfordert die Umsetzung der ehrgeizigen EE-Ausbauziele eine umfangreiche strukturelle Neuordnung des Systems. Beispielsweise müssen große Mengen Strom aus den Windparks im Norden zu den großen Lastzentren in Süd- und Westdeutschland transportiert werden. Dies führt dazu, dass die Netzlast im System auf ein Ausmaß steigt, welches mit bestehenden Netzkapazitäten kaum noch bewältigt werden kann. Darüber hinaus müssen die dezentral verteilten, erneuerbaren Stromerzeuger (z.B. Photovoltaik) in das Niederspannungsnetz integriert werden, ohne die Netzsicherheit zu gefährden. In diesem Zusammenhang werden derzeit verschiedene Möglichkeiten des Markt-Designs für dezentrale Energiesysteme sowie unterschiedliche Demand-Response-Mechanismen intensiv diskutiert. Indes sind die Auswirkungen der beschriebenen Veränderungen auf die Stabilität und Resilienz des Gesamtsystems noch nicht vollständig bekannt.

Des Weiteren hat sich die Anzahl der Marktakteure im Zuge der Dezentralisierung stark erhöht. Da die Ziele und Präferenzen der verschiedenen Akteure mitunter stark voneinander abweichen, müssen multiple und oft konkurrierende Zielsetzungen berücksichtigt werden. Aus diesem Grund sind Bewertungs- und Entscheidungsprozesse partizipativ zu gestalten. Hinzu kommt, dass eine rein wirtschaftliche Optimierung nicht länger zur Entscheidungsfindung in Energiesystemen ausreicht, da die Bedeutung von ökologischen, technischen und sozio-psychologischen Kriterien stetig zunimmt.

Unsere Forschung, unterstützt durch verschiedene Simulations- und Optimierungsmodelle, konzentriert sich daher auf folgende drei Bereiche:

 

                                                                                            

1. Modellbasierte Energiesystemanalyse unter
    Berücksichtigung von NetzrestriktionenDeveloptment of generating facilities

  • Regionale Entwicklung von Stromversorgungs-
    systemen und „Nodal Pricing“
  • Analyse von Netzengpässen und Lastfluss-
    management
  • Entwicklung der Robustheit von Strom-
    versorgungssystemen

Modell(e) zur Unterstützung der Forschung:
PERSEUS-NET, eine Weiterentwicklung des Modells
PERSEUS (Program Package for Emission Reduction
Strategies in Energy Use and Supply), welche die
Berücksichtigung von Netzrestriktionen ermöglicht.

 

 

                                                                                            Energy Supply Cooperative

2. Dezentrale Energiesysteme und Smart Markets/Grids

  • Untersuchung des Lastverschiebepotenzials und
    der
    Akzeptanz von (preisbasierten) Demand Side
    Management (DSM) Maßnahmen
  • Stochastische Ansätze zu Layout-Planung,
    Energiemanagement und Prognose in
    dezentralen Energiesystemen
  • Marktdesign dezentraler Energiesysteme

Modell(e) zur Unterstützung der Forschung:
PowerACE, ein in der Gruppe "Energiemärkte und
Energiesystemanalyse" entwickeltes, agenten-
basiertes Simulationsmodell, welches für den Einsatz
in dezentralen Systemen angepasst und erweitert wurde.

 

 

 

3. Multikriterielle Bewertung von Technologien
    für Energiesysteme
Paradigmenwechsel

  • Szenarioplanungstechniken zur Entscheidungs-
    unterstützung unter Unsicherheit
  • Partizipative, multikriterielle Entscheidungsanalyse
  • Strategien für Risikomangement und Versorgungs-
    sicherheit

Modell(e) zur Unterstützung der Forschung:
SIMADA (SImulation-based Multi-Attribute Decision
Analysis), ein Tool zur multikriteriellen Entscheidungs-
analyse, welches die Berücksichtigung verschiedener
Arten von Unsicherheiten ermöglicht und unterschied-
liche Darstellungsmöglichkeiten zur Visualisierung und
Kommunikation der Ergebnisse bereitstellt.

 

 

Weitere Informationen finden Sie unter Ansprechpartner, Forschungsthemen, Studien-/Diplomarbeiten und Veröffentlichungen.