Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Durch die wachsende Verbreitung von Photovoltaik, Wärmepumpen und Elektroautos gelangt das Stromnetz an vielen Stellen an die Grenze seiner Belastbarkeit. Dadurch treten zunehmend Engpässe sowie Instabilitäten auf, die wir auf Basis von hochaufgelösten Daten und durch Netzsimulation analysieren und für die wir Lösungen erarbeiten. Dazu gehört ganz wesentlich ein netzdienlicher Betrieb von Wandlern und Verbrauchern und die Einbindung von Speichern. Netzdienlicher Betrieb beruht sowohl auf der Einhaltung geforderter Richtlinien, sogenannter »Grid Codes«, als auch auf einer optimalen Integration der Anlagen in den Energiemarkt.
Digitalisierung ist der Schlüssel für eine wirtschaftliche, sichere und nachhaltige Energieversorgung. Die zunehmende Komplexität ist nur durch einen hohen Grad an Automatisierung beherrschbar. Neben der Simulation und Optimierung von Stromnetzen für eine höhere Aufnahmefähigkeit volatiler erneuerbarer Energien forschen wir auch an neuartigen Informations- und Kommunikationstechniken einschließlich der Nutzung von Methoden der künstlichen Intelligenz. In Zusammenhang mit diesen Techniken realisieren wir einen effizienten Daten-Workflow von der Datenerfassung bis zu ihrer Verarbeitung und Speicherung, um einen langfristigen Wissenstransfer zu gewährleisten. Wir verfolgen das Ziel, die Resilienz des Systems und gleichzeitig den Anteil erneuerbarer Energien signifikant zu erhöhen.
Die Digitalisierung des Stromnetzes und die Netzintegration von dezentralen Energiesystemen stehen im Fokus unserer Forschungsaktivitäten in unserem Digital Grid Lab. Ein hochmoderner Hardware-in-the-Loop-Netzsimulator erlaubt eine virtuelle Abbildung des Stromnetzes und der Automatisierungstechnik. Komplexe Netzabschnitte und Betriebssituationen können flexibel im Labormaßstab nachgebildet und die Wechselwirkung von Anlagen im Netz, beispielsweise von Ladeinfrastruktur, erprobt werden. Die Testumgebung kann das stationäre und dynamische Betriebsverhalten im Leistungsbereich eines typischen Niederspannungsnetzes oder Microgrids abbilden.
