Forschungsgruppe

Energiesystemmodellierung

Hochaufgelöste Simulation von Stromnetzen
Eine Server-Infrastruktur mit 14 TB Arbeitsspeicher sowie 500 Rechenkernen und acht Grafikprozessoren ermöglicht am Institut für Vernetzte Energiesysteme die hochaufgelöste Simulation von Stromnetzen.

Die Energiewende geht mit einer massiven Umgestaltung der Infrastrukturen im Energiesystem einher. So erfordern die verstärkte Nutzung von Wind- und Solarstromerzeugung wie auch der Hochlauf neuer Technologien, zum Beispiel zur Sektorenkopplung, eine Anpassung der bestehenden Netze, Speicher und Kraftwerksparks sowie der Nachfrageflexibilisierung. Um in einem so vieldimensionalen, komplexen und wechselwirkungsreichen Transformationsprozess funktionale und auch ökonomisch optimierte Gestaltungspfade zu identifizieren, sind wissenschaftliche Methoden wie die Modellierung und Analyse von Energiesystemen dringend erforderlich. Nur auf Basis entsprechender Gesamtsystemmodelle können verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende analysiert und solide bewertet werden.

Zu diesem Zweck entwickelt die Forschungsgruppe Energiesystemmodellierung Methoden und Lösungen für die Planung zukünftiger Energieinfrastrukturen. Im Zentrum steht dabei die Frage, welchen Beitrag verschiedene Technologien zu nachhaltigen, zuverlässigen und kostengünstigen Energiesystemen leisten können. Im Austausch mit Vertretern aus Wirtschaft und Wissenschaft setzen wir auf die Verbesserung von Energieinfrastrukturdaten für die modellgestützte Energiesystemanalyse, treiben gleichzeitig die Optimierung von Energieinfrastrukturen in integrierten gekoppelten Energiesystemen voran und erweitern unsere methodische Kompetenz bei der Modellierung. Unsere Modelle und Datensätze stellen wir der Energiegemeinschaft zur Verfügung, indem wir einen Open-Source- und Open-Access-Ansatz in unserer Modellierung und Analyse verfolgen.

In internationalen Forschungsprojekten bewerten wir verschiedene Versorgungskonzepte, zum Beispiel für grünen Wasserstoff und seine Wechselwirkung mit der Systemintegration auf lokaler Ebene. Dadurch verbessern wir die Daten- und Methodengrundlage für die modellgestützte Energiesystemanalyse auf unterschiedlichen räumlichen Skalen und stellen somit wichtiges Orientierungswissen für die Umsetzung der Energiesystemtransformation bereit. Mit dem Ziel, die Robustheit der Energiesystemplanung zu erhöhen, treiben wir zudem fortlaufend die Erweiterung und Verbesserung unseres Modellierungsframeworks REMix voran. Durch dessen Kopplung mit anderen Tools wie agentenbasierten Marktmodellen sowie durch den Einsatz von Höchstleistungsrechnern können wir für einzelne Projekte bis zu 20.000 Szenarien auswerten und somit ein umfassendes Bild der Vor- und Nachteile verschiedener Handlungsoptionen zur Umsetzung der Energiewende bereitstellen.

Ergänzende Beiträge zum Thema:

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Institut für Vernetzte Energiesysteme