Microgrids

Die im März 2017 neu gegründete Area „Smart- und Microgrids“ beschäftigt sich mit der konzeptuellen Planung und Steuerung von dezentralen Energieversorgungsprojekten (Energiegemeinschaften, Zellulären Energiesystemen) und Microgrids.

Dazu werden theoretische, physikalische und wissenschaftliche Zusammenhänge im Bereich der Planung und Steuerung von Microgrids und regionalen Energielösungen erforscht und experimentell entwickelt. Die angewandten Methoden inkludieren Mixed Integer Linear Programming (MILP) oder linearisierte MILP sowie Model Predictive Control (MPC)-Methode. Diese Forschung baut direkt auf die Arbeiten von Dr. Michael Stadler am Lawrence Berkeley National Laboratory an der Universität von Kalifornien welche von Präsident Obama mit dem Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers (PECASE) ausgezeichnet wurden auf.

Eine ganzheitliche Betrachtung (Konzeptionierung und Betrieb) von Multi-Energiesystemen (Strom, Wärme, Kälte für Gebäude und für kommunale und industrielle Anwendungen) stellt eine komplexe Herausforderung dar, die nur durch den Einsatz von den genannten Methoden nachhaltig lösbar ist. Das Hauptziel ist, den Grad der Autonomie der Systeme auf allen hierarchischen Ebenen (einzelne Gebäude, Siedlungen, Energiegemeinschaften, Subnetze, Regionen) und in allen Sektoren des Energiesystems zu erhöhen. Dadurch steigert sich die Gesamteffizienz nachhaltig und die überregionale Infrastruktur wird entlastet. Die Arbeiten dienen als Grundlage für die Entwicklung von Werkzeugen, von welchen das gesamte Energiesystem langfristig profitieren soll.

Entwicklungsfelder und Anwendungsgebiete:

  • Entwicklung von Methoden und Tools für die Energiesystemplanung (Energiegemeinschaften, Zellulären Energiesystemen, Microgrids) und die sektorübergreifende Energieinfrastruktur sowie die Identifizierung von Schwachstellen
  • Schaffung einer prädiktiven Steuerung via MPC, die die Wechselwirkungen zwischen den Sektoren berücksichtigt und durch den Einsatz von Speichern und Lastverschiebungen mehr Flexibilität und Stabilität im Energiesystem bietet.