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Energiesystemanalyse

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    Parabolrinnenanlage auf der Plataforma Solar de Almería

    Mit Wärmespeichern lässt sich die Stromproduktion solarthermischer Kraftwerke von den Schwankungen der Sonneneinstrahlung entkoppeln. Solarthermischer Kraftwerke könnten so auch nachts und bei starker Bewölkung immer gleichmäßig Strom liefern.

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    Systemanalyse

Entscheidungen in der Energiewirtschaft und Energiepolitik haben stets weitreichende und lang wirkende Folgen. Durch vorausschauende Analyse können Chancen neuer Technologien frühzeitig erkannt und mögliche negative Auswirkungen unseres heutigen Handelns auf Umwelt und Gesellschaft minimiert werden. Weiterhin können Technologien auf ihren Beitrag in einem zukünftigen flexiblen Energiesystem untersucht und in diesem Zusammenspiel gezielt bei der Technologieentwicklung optimiert werden. Andere Arbeiten wie die Kurzfristprognose zu Wind und Solarstrahlung unterstützen den gesteuerten Betrieb des Energiesystems. Voraussetzung für ein aktiv gesteuertes System ist systemanalytisches Wissen. Um dieses Wissen zu generieren, entwickeln und nutzen wir Methoden und Werkzeuge der Systemanalyse und Technikbewertung, die auf die spezifischen Fragestellungen im Bereich der Energieversorgung zugeschnitten sind. Wir stellen damit auch Wissen bereit, das Entscheidungsträgern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik als Orientierung zur Entwicklung langfristiger Forschungsschwerpunkte und zur Gestaltung von energie-, umwelt- und forschungspolitischen Rahmenbedingungen dient.

Die systemanalytischen Arbeiten kombinieren energiewirtschaftliche Top-down-Analysen des gesamten Energiesystems auf regionaler, nationaler und europäischer Ebene mit ökonomischen und technologieorientierten Bottom-up-Studien. Hierbei werden von uns vielfältige Synergien mit den anderen Forschungsthemen im DLR genutzt, zum Beispiel bei der Analyse der Auswirkungen der E-Mobilität auf den Verkehrssektor oder der Nutzung von Fernerkundungsdaten aus der Raumfahrt.

Die Arbeiten erfolgen in enger Abstimmung im DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme und dem DLR-Institut für Technische Thermodynamik, themenbezogen auch in Kooperation mit weiteren DLR-Instituten wie dem DLR-Institut für Solarenergieforschung.

Energiemeteorologie

Für ein zukünftiges Energiesystem mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien sind Kenntnisse der Potentiale von Erneuerbaren Energien sehr wichtig. Dafür werden Daten zu Energieressourcen aus verschiedenen Quellen wie Satellitendaten oder bodengestützten Systemen gewonnen, zum Beispiel Solareinstrahlungen, Windpotentiale oder auch Landoberflächenparameter. Durch hohe spektrale und zeitliche Auflösungen dieser Daten können so hochwertige Datensätze gewonnen werden. Diese werden für die Analyse und Vorhersage des Systemverhaltens erneuerbarer Energien und Einsatzsteuerung von Kraftwerken genutzt. Von besonderer Bedeutung für den Betrieb von Stromnetzen ist die Kurzfristprogose von Wind und Solarstrahlung. Hier werden ergänzend zu bestehenden Verfahren neue Methoden entwickelt und implementiert.

Technikbewertung

Die ökonomische, ökologische und soziologische Bewertung von Energietechnologien und -systemen ermöglicht die Bewertung von Optionen und die Entwicklung von Handlungsempfehlungen. Gleichzeitig liefert sie notwendige Informationen für die Modellierung von zukünftigen Energiesystemen und die Szenarioanalyse. Multikriterielle Bewertungsmethoden und Lebenszyklusanalysen sind Teil dieses Themas. Außerdem spielen Fragen der Akzeptanz von Technologien, also sozio-kulturelle Aspekte, eine Rolle.

Szenarioanalysen

Für eine nachhaltige Energieversorgung auf der Basis von erneuerbaren Energien helfen Szenarioanalysen bei der Entwicklung von Konzepten für ein zukünftiges Energiesystem. Dabei werden technische, ökonomische und ökologische Eigenschaften bzw. Randbedingungen sowie Verfügbarkeiten erneuerbarer Energien und Versorgungsstrukturen berücksichtigt. Weiterhin werden die Kosten der verschiedenen Szenarien bewertet.

Netz- und Systemmodellierung auf verschiedenen Skalen

Die Entwicklung von Modellen, Methoden und Algorithmen für die Simulation und Optimierung von Netzen und Energiesystemen sind ein wichtiger Teil der Energiesystemanalyse. Dabei werden Netze in verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen abgebildet, um den Netzbetrieb zu optimieren und Planungen zu unterstützen. Die Effekte durch hohe Anteile erneuerbarer Energien im Gesamtsystem werden detailliert untersucht. Die Entwicklung von Open Source- und Open Data-Lösungen soll die Transparenz von Energiemodellen erhöhen.

Steuerungsinstrumente

Beim Umbau des Energiesystems spielen auch ökonomische und politische Aspekte eine große Rolle. Es werden daher Markteinführungsstrategien für neue Technologien und Strukturen im Energiebereich und auch Geschäftsmodelle für verschiedene Stakeholder untersucht und entwickelt. Diese stehen in enger Wechselwirkung mit Fördermechanismen und anderen Instrumenten.

Zuletzt geändert am:
06.02.2018 11:23:02 Uhr