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Local energy balancing demand for Germany - results of MELENA

Presentation held at 7. Internationale Konferenz und Ausstellung zur Speicherung Erneuerbarer Energien (IRES 2012), November 12, 2012, Berlin
Analyse des lokal aufgelösten Energieausgleichsbedarfs in Deutschland
 
: Wrobel, Patrick; Beyer, Daniel

2012, 14 pp.
Internationale Konferenz und Ausstellung zur Speicherung Erneuerbarer Energien (IRES) <7, 2012, Berlin>
English
Presentation
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
Energiebedarf; renewable energy; Speicher; Energiespeicher; Modell

Abstract
Bei der Strombereitstellung ist darauf zu achten, dass die produzierte Strommenge der nach-gefragten Last in jedem Moment entspricht. Im Zuge des Ausbaus der fluktuierenden erneuerbaren Energien in Deutschland kommt es bereits heute zu temporären Ungleichgewichten zwischen Stromnachfrage und potenzieller Stromerzeugung, welche in Zukunft immer häufiger auftreten werden. Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts zwischen den Fraunhofer Instituten UMSICHT und IOSB-AST wird eine Methode entwickelt, um den lokalen Energieausgleichsbedarf modellhaft unter Berücksichtigung regionaler Besonderheiten für Deutschland zu ermitteln. Hierzu sollen die lokale Energieverteilung und die Art des Ungleichgewichts Untersuchungsgegenstände des Projekts sein. Dabei kann ein positiver Energieausgleichsbedarf vorlie gen, wenn zu wenig Strom zum Ausgleich der nachgefragten Last vorhanden ist, und ein negativer Bedarf, wenn Stromüberschüsse im Netz entstehen. Zur Ermittlung des Energieausgleichsbedarfs wird Deutschland in 146 Regionen unterteilt, die sich hinsichtlich ihrer Bevölkerungsdichte und Zentralisation voneinander unterscheiden. Dies bedeutet, dass neben der Anzahl der Einwohner einer Region auch der Anteil der Industrie bzw. des Gewerbes mit gewichtet wird. Mit Hilfe von zwei Teilmodellen wird der Energieausgleichsbedarf für jede einzelne Region bestimmt. Im ersten Modell MELENA (Model for the Estimation of Local Energy Balancing Demand), entwickelt von Fraunhofer UMSICHT, werden für die Jahre 2020, 2030 und 2050 basierend auf dem Basisszenario A der Leitstudie 2010 in stündlicher Auflösung die regionalen Stromlastgänge, die Einspeisung aus Geothermie-, Wasser- und Biomassekraftwerken, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und die Erzeugung konventioneller Kraftwerke simuliert. Dazu wird ein Kraftwerksparkmodell entwickelt, das den Einsatz der planbaren fossilen und nuklearen Kraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke umfasst. Ein externer Input in das Modell sind Einspeisezeitreihen für Photovoltaik- und Windenergieanlagen, welche am DLR modelliert werden. MELENA berechnet auf Basis dieser Zeitreihen den sich aus der Differenz zwischen Erzeugung und Nachfrage ergebenden regionalen Energieausgleichsbedarf ohne Netzrestriktionen. Ausgehend von diesen Simulationsergebnissen werden anschließend in dem zweiten Modell, dem vom Fraunhofer IOSB-AST entwickelten physikalischen Netzmodell, die Leistungsflüsse, Verluste und Betriebsmittelauslastungsgrenzen bundesweit für die 146 Regionen ermittelt. Ziel ist es, aufzuzeigen in welchen Regionen welche Art von Energieausgleichsbedarf auftreten wird. Anhand der detaillierten Netzsimulationen soll eine Aussage getroffen werden, ob ein kurzfristiger Energieausgleichsbedarf vorliegt oder ob langfristige Maßnahmen notwendig sind. Dies wird sowohl bilanziell als auch netztopologisch dargestellt.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-223644.html