Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

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  • Publication
    Opportunities and challenges of high renewable energy deployment and electricity exchange for North Africa and Europe - scenarios for power sector and transmission infrastructure in 2030 and 2050
    ( 2016)
    Boie, Inga
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    Kost, Christoph
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    Bohn, Sven
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    Agsten, Michael
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    Bretschneider, Peter
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    Snigovyi, Oleksandr
    ;
    Pudlik, Martin
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    Ragwitz, Mario
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    Schlegl, Thomas
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    Westermann, Dirk
    Climate change and limited availability of fossil fuel reserves stress both the importance of deploying renewable energy sources (RES) for electricity generation and the need for a stronger integration of regional electricity markets. This analysis focuses on North African (NA) countries, which possess vast resources of renewable energy but whose electricity supply is still largely dependent on fossil fuels. An analysis of cost-optimized deployment scenarios for RES is conducted in five NA countries in 2030 and 2050. Three electricity models are combined to derive results covering trans-regional to sub-national level, including a detailed analysis of grid capacities and future transmission challenges. Further, opportunities for integration of European and NA electricity markets are evaluated. Results confirm that, by 2050, high RES shares - close to 100% - are possible in NA. Wind energy is the dominant technology. Concentrated Solar Power (CSP) plants also play an important role with rising RES shares due to the possibility to store thermal energy. Electricity exports to Europe gain particular importance in the period after 2030. Substantial transmission grid reinforcements on AC-level and the construction of a high voltage DC overlay grid are prerequisites for the forecasted scenarios.
  • Publication
    Integration of electric vehicle charging into an international and environment-friendly context
    ( 2014)
    Weigand, Moritz
    ;
    Bohn, Sven
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    Beyer, Daniel
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    Agsten, Michael
    The market for plug-in electric vehicles (PEV) is gaining rapidly. Several original equipment manufacturers (OEM) have announced the start of new PEV model production. Hence charging a growing number of PEVs will have a major impact on the power grid, especially on the distribution grid. Effectively utilizing renewable energy for charging the PEV's battery is a major objective for reducing the OEM's CO2 fleet emissions due to increased efficiency of the energy consumption. Uncoordinated charging will lead to an additional load on the power grid and an inefficient utilization of renewable energy. As the charge of a PEV may double an average household consumption and usual plug-in times overlay the household consumption peak in the evening the ability of PEVs to shift their electric charging is considered grid-friendly. Furthermore, adapting PEV charging to the availability of renewable energy would reduce CO2 emissions and contribute to the adherence to national and international regulations. The volatile nature of renewables and unpredictability of the PEV fleet's total load, plug-in time and location, causes high challenges for the distribution grid operator. It is the aim of this contribution to show results from research and applications of distribution grid integrations of PEVs with respect to technical limitations. Therefore, a methodology for Managed Charging of PEVs is introduced, the impact of charging multiple PEVs on the distribution grid is evaluated and a comparison between the European and the North American distribution grid is conducted.
  • Publication
    "SuperGrid" - Das europäisch-nordafrikanische HGÜ-Overlay-Netz der Zukunft
    ( 2013)
    Bohn, Sven
    ;
    Boie, Inga
    ;
    Kost, Christoph
    ;
    Agsten, Michael
    ;
    Westermann, Dirk
    Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) wie Sonne, Wind und Wasser ist ein weltweit wachsender Zukunftsmarkt. Sie dient dem Klimaschutz und kann dem Schwinden fossiler Ressourcen entgegenwirken. Dem gegenüber stellt die zunehmende Einspeisung EE jedoch hohe Anforderungen an den Transport und die Verteilung des Stromes durch die Volatilität der EE. Einspeisung, Transport und Verteilung des Stromes gewinnen somit immer mehr an Bedeutung und erfordern einen Ausbau der Stromnetze. Darüber hinaus kommt künftig den Regionen mit einer hohen Verfügbarkeit an EE eine große Rolle zu. Im Rahmen verschiedener Projekte wird evaluiert inwiefern erzeugter Strom aus EE aus z. B. den Regionen Nordafrikas (NA) in die Wirtschaftszentren Süd- und Mitteleuropas transportiert werden kann. In der vorliegenden Veröffentlichung werden die Ergebnisse einer Studie zur Entwicklung des nordafrikanisch-europäischen Stromaustauschs dargestellt. Dabei werden mögliche Entwicklungen für die Stromerzeugung in NA und dem -export nach Europa ermittelt, gegenwärtige Gegebenheiten der Übertragungsnetze analysiert und die Notwendigkeit, Struktur und Art eines überlagernden Netzes bewertet. Angesichts der großen zu übertragenden Leistungen und zu überwindenden Distanzen, sowie anderer technischer Rahmenbedingungen, kommt nach heutigem Stand der Technik lediglich eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) in Betracht. Auf Grund der erzielten Ergebnisse zum Elektrizitätstransport wird das dafür benötigte HGÜ-Netz vorgestellt und die Ausprägung der Stromerzeugung und Netzinfrastruktur in NA detailliert.