Energie ist eines der Kernthemen am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. Auf der E-world zeigen die Forschenden aktuelle Technologien und Projekte zur Energiewirtschaft – vom Energiemanagementsystem Amperix über Regelungskonzepte für Energienetze bis hin zu finanzmathematischen Methoden. Die Messe findet vom 11. bis 13. Februar 2020 in Essen statt.
Die Energiewende stellt Stromanbieter, Stadtwerke, Netzbetreiber und Technikentwickler vor neue Aufgaben, die sich mithilfe unterschiedlicher Methoden der Mathematik und Informatik des Fraunhofer ITWM lösen lassen.
Dazu gehören neben dem Energiemanagementsystem Amperix die Web-Plattform myPowerGrid und die KI-basierte Solarvorhersage PVCAST: Der Amperix vernetzt Erzeuger und Speicher unterschiedlicher Hersteller und vollzieht die Sektorkopplung von Strom, E-Wärme und E-Mobilität vom privaten Haushalt bis hin zur Industrie. Energiedienstleistungen wie prognosebasierte Eigenverbrauchsoptimierung und Peak-Shaving des Netzbezugs (physikalisch und wirtschaftlich) können über drei Sektoren gleichzeitig betrieben werden.
Auf einen weiteren Meilenstein weist Matthias Klein, Leiter der Gruppe »Green by IT« am Fraunhofer ITWM, hin: »Amperix ruft nun den Ladestand von E-Fahrzeugen automatisch ab, sogar herstellerunabhängig. Bislang mussten diese Informationen von den Nutzerinnen und Nutzern manuell eingegeben werden.« Abhängig vom Ladestand eines E-Fahrzeugs sind unterschiedliche Strategien realisierbar; zeigt das Display »Must-Charge«, wird das Fahrzeug ohne Vorrang der lokalen Stromerzeugung geladen; zeigt er hingegen »Überschussladen«, wird das E-Auto nur mit Überschussstrom aus der lokalen Erzeugung geladen. Diese am Ladestand orientierte Optimierung steigert die Eigenverbrauchs- und Autarkieraten enorm und entlastet außerdem die Verteilnetze.
Das innovative Energiemanagementsystem Amperix und weitere Tools für die Energiewende präsentieren die Forschenden, gemeinsam mit ihrem Start-up, der Wendeware AG, in Halle 4 an Stand 610.
Am Nachbarstand 611 stellen die Wissenschaftler aus Kaiserslautern Möglichkeiten eines intelligenten Energiemanagements in Großbetrieben vor. Mit einem Demand-Side-Management (DSM) beeinflusst die Stromkunden flexibel den eigenen Verbrauch, um auf Anfrage des Netzbetreibers die schwankende Stromerzeugung aus Erneuerbare-Energien-Anlagen auszugleichen. »Im Gegenzug zur Flexibilisierung seiner Lasten zur Bereitstellung von Systemdienstleistung können die Kunden spezielle Tarife erhalten und so ihre Stromkosten senken«, erläutert Dr. Benjamin Adrian aus der Abteilung Systemanalyse, Prognose und Regelung. »Wir entwickeln ein Energiemanagementsystem, das gleichzeitig Energieflexibilität und Produktqualität prädiktiv regelt.«
Die Einspeisung von erneuerbaren Energien wie Windkraft oder Photovoltaik hängt stark vom Wetter ab; sie richtet sich nicht nach der Nachfrage oder dem Börsenpreis. Andererseits besteht auch auf Nachfrageseite oft eine gewisse Flexibilität, die explizit genutzt werden kann, um von Überschusszeiten mit günstigen Strompreisen zu profitieren und gleichzeitig Engpässe zu mindern.
»Die Flexibilität auf der Nachfrageseite ist daher ein wichtiger Erfolgsfaktor für die langfristige Sicherung unseres Energiesystems. Besonders stromintensive Unternehmen in der Industrie haben das Potenzial, davon auch wirtschaftlich zu profitieren«, so Dr. Kerstin Dächert von der Abteilung Finanzmathematik des Fraunhofer ITWM.
Im Projekt FlexEuro entwickeln die Forschenden Methoden für die optimale Vermarktung von Lastflexibilitäten an Strommärkten; Anwendungspartner ist der Aluminiumhersteller TRIMET, der zu den größten Stromverbrauchern in Deutschland zählt und neue Wege in der Energienutzung gehen will.
Besuchen Sie die Expertinnen und Experten des Fraunhofer ITWM auf der E-world in Essen in Halle 4 an den Ständen 610 und 611 und lassen Sie sich mehr über aktuelle Technologien und Projekte berichten. Auch für Hintergrundgespräche und Interviews stehen sie zur Verfügung.
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM