Multimodale Energienetze

Multimodale Energiesysteme

Multimodale Energiesysteme: Die Zukunft der nachhaltigen Energieversorgung

Multimodale Energiesysteme spielen eine Schlüsselrolle in der Transformation hin zu einer nachhaltigen und resilienten Energieversorgung. Durch die intelligente Kopplung der Strom-, Gas- und Wärmenetze können erneuerbare Energien effizienter genutzt und Netzstabilität gewährleistet werden. Die Herausforderung besteht darin, die unterschiedlichen Dynamiken der einzelnen Netze zu analysieren und optimale Betriebsstrategien zu entwickeln.

Integration und Steuerung multimodaler Energiesysteme

Die Sektorkopplung, also die Verknüpfung verschiedener Energieinfrastrukturen, ermöglicht es, Synergien zwischen den Energieträgern optimal zu nutzen. Besonders innovative Konzepte wie hybride Inselnetze, bestehend aus Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseuren, bieten neue Möglichkeiten zur Stabilisierung des Energiesystems.

An der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg wird hierzu eine transiente Netzberechnungsmethode entwickelt, die es erlaubt, netzübergreifende Wechselwirkungen zu analysieren. Mithilfe eines speziellen Inselnetz-Laboraufbaus können Betriebsstrategien erprobt und deren Einfluss auf die Netzstabilität bewertet werden. Dabei spielt der Einsatz von Echtzeitsimulationen eine zentrale Rolle, um verschiedene Szenarien praxisnah zu testen.

Bedeutung multimodaler Energiesysteme für die Energiewende

Durch die Kombination verschiedener Energieträger und deren intelligente Steuerung können multimodale Energiesysteme einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten. Sie ermöglichen eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energiequellen, eine Reduktion von Netzengpässen und eine Erhöhung der Versorgungssicherheit.

Die Forschung an multimodalen Energiesystemen bietet weitreichende Perspektiven für die Zukunft der Energieversorgung. Durch die kontinuierliche Optimierung und Weiterentwicklung dieser Konzepte können innovative Lösungen zur Dekarbonisierung des Energiesektors geschaffen werden. Dies stellt einen entscheidenden Schritt in Richtung einer klimafreundlichen, nachhaltigen und sicheren Energieversorgung dar.

Innovative Forschungsprojekte zur Optimierung multimodaler Energiesysteme

Aktuelle Forschungsprojekte wie iNeP und dtec.bw CoupleIT! konzentrieren sich auf die Entwicklung effizienter Steuerungsmechanismen für multimodale Energiesysteme. Sie bieten die Grundlage für die Weiterentwicklung intelligenter Netzregelungen und die Implementierung nachhaltiger Energielösungen.

Besonders in dezentralen Energieversorgungssystemen sind flexible und anpassungsfähige Betriebsstrategien erforderlich, um Schwankungen in der Energieerzeugung durch erneuerbare Energien auszugleichen. Hierbei spielen moderne Technologien wie KI-gestützte Prognosemodelle, leistungselektronische Schnittstellen und fortschrittliche Energiespeichersysteme eine entscheidende Rolle.

Veröffentlichungen

Vorwerk, D.; Schulz D.
Extended Node Method for Steady-State Heating Network Calculation based on Electric Analogies
In: 11th International Conference on Smart Grid (icSmartGrid), Paris, Frankreich, 04.-07. Juni 2023
DOI: 10.1109/icSmartGrid58556.2023.10171004

Vorwerk, D.; Schulz D.
A multifaceted approach with high regional resolution to a coordinated scenario framework as a basis for integrated grid planning in Hamburg
In: ETG Kongress 2023, Kassel, Germany, 25.-26. Mai 2023
ISBN 978-3-8007-6108-1; S. 618-625

Gomez Anccas, E.D.; Pourhossein, K.; Becker, D.; Schulz, D.
Detailed Controller Synthesis and Laboratory Verification of a Matching-Controlled Grid-Forming Inverter for Microgrid Applications. Energies 2023, 16, 8079. https://doi.org/10.3390/en16248079

D. Gomez Anccas, J. Blanz and D. Schulz, „Grid-forming fuel cell system for a multi-energy-microgrid in islanding operation,“ PESS + PELSS 2022; Power and Energy Student Summit, Kassel, Germany, 2022, pp. 1-6.

D. Gomez Anccas, K. Pourhossein and D. Schulz, „Validation of a laboratory-scale inverters role in forming a standalone multi-energy microgrid,“ 8th International Hybrid Power Plants & Systems Workshop (HYB 2024), Hybrid Conference, Azores, Portugal, 2024, pp. 136-142, doi: 10.1049/icp.2024.1829.