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Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB
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PublicationFortschrittsbericht zur Digitalisierung des Energiesystems(Fraunhofer CINES, 2024)Die Digitalisierung ist ein hochgradig relevanter Schlüsselprozess für die Energiesystemtransformation - Details dazu hat der Fraunhofer Exzellenzcluster CINES im Jahr 2022 erforscht und in 14 Thesen zusammengefasst. In 2023 wurden in Zusammenarbeit mit Praxispartner:innen aus der Energiewirtschaft politische und regulatorischen Änderungen in der digitalen Energiewirtschaft analysiert und ausgewertet. Der Fortschrittsbericht zeigt die Fortschritte der Digitalisierung auf und erörtert Handlungsbedarfe und Weiterentwicklungspotenziale. Wichtige Erkenntnisse sind: Positive Fortschritte gibt es u.a. durch gesetzliche und regulatorische Neuerungen wie beispielsweise beim §14a EnWG oder dem Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW). Es mangelt an einem integrativen Zielbild - ein solches kann für mehr Klarheit und Orientierung bei der Digitalisierung des Energiesystems in Deutschland und Europa sorgen. Um Lücken, Handlungsbedarfe und positiven Fortschritt besser zu erkennen, erfordert es ein gemeinsames Verständnis für die Orientierung und Ausrichtung auf die Digitalisierung. Dafür ist es unter anderem notwendig ein handlungsanleitendes Zukunftsbild zu schaffen, die kommunikative Übersetzung und die Verständlichkeit von regulatorischen Änderungen zu verbessern, Kompetenzen für technologische Lösungen, bspw. für notwendige Cyberresilienz und kritischen Infrastrukturen, aufzubauen und Investitionen zu tätigen, um mehr finanzielle Mittel für die Digitalisierung der Energiesystemtransformation zur Verfügung zu haben.
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PublicationVor-Ort-Systeme als flexibler Baustein im Energiesystem( 2023-01)
;Flemming, Sebastian ;Martin, ArneIm Rahmen der Kurzstudie werden verschiedene Szenarien für den Einsatz von Flexibilitätsoptionen in Verbindung mit unterschiedlichen Ansätzen zur Quartiersbetriebsführung am Beispiel eines konkreten Wohnquartiers untersucht und ausgewertet. Jedes der Szenarien verfolgt die Zielstellung der Steigerung des lokalen EE-Eigenverbrauchs und -versorgung im Quartier. Die Szenarienunterschiede resultieren aus der Frage, welche Flexibilitätsoptionen (Elektromobilität, Wärmepumpen, Energiespeicher) genutzt und wann sie zeitlich in welcher Ausprägung zum Einsatz kommen. Im Rahmen einer KPI-gestützten Auswertung erfolgt zusätzlich die Betrachtung, wie das Quartier für das vorgelagerte Energiesystem in Erscheinung tritt. Die Studie fokussiert sich hierbei auf die technische Quantifizierung der Möglichkeiten zur Nutzung von energetischen Flexibilitätspotenzialen und die aus dem Betrieb resultierenden Auswirkungen für das Quartier und auf das vorgelagerte Energiesystem. Darüber hinaus erfolgt eine sozialwissenschaftliche Betrachtung hinsichtlich der Akzeptanzsteigerung im Quartier. -
PublicationSystemanalytische Untersuchungen zur Evaluierung der Rolle von EE-Methan( 2022)
;Akca Subasi, Melek ;Kunze, Robert ;Köppel, Wolfgang ;Vayas, Louis ;Zubair, Asif ;Steyer, Nico ;Erler, Ronny ;Pemsel, Jonas -
PublicationDigitalisierung des Energiesystems - 14 Thesen zum Erfolg(Fraunhofer CINES, 2022)
;Gkoktsis, George ;Hirsch, Tilo ;Offergeld, Thomas ;Rülicke, Linda -
PublicationAuswirkungen der Coronapandemie auf die Entwicklung von Kommunen und Landkreisen in Deutschland(Fraunhofer-Gesellschaft, 2021)
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PublicationSecurePLUGandWORK. Abschlussbericht(Fraunhofer IOSB, 2017)
;Schleipen, Miriam ;Henßen, Robert ;Schneider, Daniel ;Jungbluth, Florian ;Flatt, Holger ;Barton, David ;Fleischer, Jürgen ;Bollhöfer, Esther ;Moll, Cornelius ;Lindauer, Jochen ;Davis, Ralph ;Baron, Heiko ;Danner, Thomas ;Hillerich, Thomas ;Schmuck, Christian ;Blume, Marco ;Finster, Sören ;Fechner, Andreas ;Tschepat, Roman ;Kazakov, Dmitry ;Kühbauch, Reinhard ;Klöblen, Wolfgang ;Sproll, Dietmar ;Fellhauer, Bruno ;Osswald, DirkAusgangssituation Industrie 4.0 umfasst unter anderem intelligente Anlagenkomponenten, Maschinen und Anlagen sowie IT-Systeme, die miteinander vernetzt und über die relevanten 'Partner' mit ihren Fähigkeiten informiert sind. Bei einem Neuaufbau oder Umbau von Anlagen, Maschinen und Komponenten können alle Partner auf die Veränderung entsprechend reagieren. Änderungen sind beispielsweise in der eingebetteten Software der Feldgeräte, im Programmcode der Steuerungen, aber auch in überlagerten IT-Systemen wie bspw. MES nötig. Motivation Diese Veränderungen werden heute häu?g manuell durchgeführt und sind daher zeitintensiv und fehleranfällig. Im Rahmen von Industrie 4.0 sollen die Änderungen (teil-)automatisiert ablaufen, ähnlich wie bei einer USB-Schnittstelle und USB-Geräten am PC. Die Situation im Umfeld der Produktion ist allerdings erheblich komplexer. Alle Änderungen sollen »secure« erfolgen. SecurePLUGandWORK betrachtet verschiedene Anwendungsszenarien auf unterschiedlichen Hierarchie- und Komplexitätsebenen: · Anwendungsszenario Integration Komponente - Maschine (z. B. Kugelgewindetrieb wird in Werkzeugmaschine integriert) - Werkzeugmaschine - Spindel - Mehrspindelkopf - Kugelgewindetrieb · Anwendungsszenario Integration Maschine - Anlage (z. B. Einzelmodule werden zu Waschmaschine vereinigt) - Waschmaschinen - Greifer - Werkzeugmagazin Ziel Das Projekt ermöglicht die Plug-and-Work-Fähigkeit in den produktionsnahen Softwarekomponenten durchgängig über die verschiedenen Ebenen der Fertigungshierarchie. Dies geschieht unter Nutzung offener Standards, die bereits heute in der Industrie eingesetzt werden. Unter anderem sollen Maschinen und Anlagen so schneller in Betrieb genommen werden. In der SecurePLUGandWORK-Architektur werden auch nicht-I4.0-kommunikationsfähige Komponenten mit I4.0-Eigenschaften ausgestattet. Diese Funktionalität wird mit im Projekt entwickelter Software basierend auf den Standards OPC UA und AutomationML, sowie Hardware in Form eines Produktgedächtnisses nachgerüstet. -
PublicationFraunhofer Zukunftsthemen "SUPERGRID". Supergrid - Ansatz für die Integration von Erneuerbaren Energien in Europa und Nordafrika(Fraunhofer ISE, 2016)
;Vogel, Axel ;Pfeiffer, Wulf ;Tham, Nils ;Bohn, Sven ;Agsten, Michael -
PublicationFraunhofer topics of the future "SUPERGRID". Supergrid - Approach for the integration of renewable energy in Europe and North Africa(Fraunhofer ISE, 2016)
;Vogel, Axel ;Pfeiffer, Wulf ;Tham, Nils ;Bohn, Sven ;Agsten, Michael -
PublicationMeshed HVDC transmission in the content of sustainable power transmission for the future and its environmental impact( 2014)
;Bohn, Sven ;Agsten, MichaelMarten, Anne-KatrinWhen talking about future power systems, power transmissions cannot be omitted. While it makes sense to generate RE where the potential is highest, it often means that volatile RE has to be transmitted over long distances. HVDC is favored for modern transmission to reinforce AC transmission. Around the world, HVDC is discussed and implemented in grid expansion plans. These plans range from point-to-point links towards meshed grids. This paper explores these grids and their ability to transmit RE in bulk and over long distances. It is shown to prevent massive AC grid expansion, and therefore positively impact the environment.