Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

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  • Publication
    Utilizing Flexibility Potentials in Local Energy Systems
    ( 2023)
    Bender, Tom orcid-logo
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    Flemming, Sebastian
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    Surmann, Arne
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    Pelka, Sabine orcid-logo
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    Martin, Arne
    ;
    Klaiber, Stefan
    ;
    Kühnbach, Matthias orcid-logo
    In this paper, potentials and possible effects of utilizing flexibility in local energy systems are examined on the basis of a real residential district in Bochum, Germany. The district provides heat pumps, heat storages, battery storages (in combination with a photovoltaic system) and charging points for electric vehicles as possible flexibility options. Based on the installed plant technology and the cross-sectoral energy requirements of the district, various scenarios were developed that differ in terms of possible operation management approaches and flexibility use. These scenarios include a non-managed district operation, a rule-based district operation, and a cross-sectoral optimization of the district energy system with the goal of maximizing the self-consumption of renewable energy. For more detailed considerations, additional sub-scenarios were defined which, for example, represent the possibility of a grid-compatible operation. To compare the different scenarios, the district energy system was implemented in a model and simulated for the representative period of one calendar year. The simulations were evaluated by using several key performance indicators (KPIs), such as CO2 reduction, renewable energy self-consumption ratio, or renewable energy self-supply ratio.
  • Publication
    "SuperGrid" - Das europäisch-nordafrikanische HGÜ-Overlay-Netz der Zukunft
    ( 2013)
    Bohn, Sven
    ;
    Boie, Inga
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    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.