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s/dezentrale-energieversorgung/Dezentrale Energieversorgung/gi

ReFlex: Replicability Concept for Flexible Smart Grids, Wüstenrot Germany

Introduction: By 2020, the community Wuestenrot wants to cover its energy needs through the utilization of renewable energy sources, such as biomass, solar energy, wind power and geothermal energy, within the town area of 3000 hectares. In order to elaborate a practicable scheme for realizing this idea in a 'real' community and to develop a roadmap for implementation, the project 'EnVisaGe' under the leadership of the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart) was initiated. Accompanying particular demonstration projects are a) the implementation of a plus-energy district with 16 houses connected to a low exergy grid for heating and cooling, b) a biomass district heating grid with integrated solar thermal plants. Project goal: The aim of the project is to develop a durable roadmap for the energy self-sufficient and energy-plus community of Wüstenrot. The roadmap shall be incorporated in an energy usage plan for the community, that shall be implemented by 2020 and brings Wüstenrot in an energy-plus status on the ecobalance sheet. A main feature within the EnVisaGe project is the implementation of a 14,703-m2 energy-plus model district called 'Vordere Viehweide'. It consists of 16 residential houses, supplied by a cold local heating network connected to a large geothermal ('agrothermal') collector. Here PV systems for generating electricity are combined with decentralised heat pumps and thermal storage systems for providing domestic hot water as well as with batteries for storing electricity. Another demonstration project is a district heating grid fed by biomass and solar thermal energy in the neighbourhood 'Weihenbronn'. It's based on a formerly oil-fired grid for the town hall and was extended to an adjacent residential area.

Erzeugungssynchrone Beteiligung an großen Regenerativen Erzeugungsanlagen, Teilvorhaben: Institutionalisierung und Incentivierung von erzeugungssynchronem Stromverbrauch

Zur Umsetzung der Energiewende werden erhebliche Investitionen benötigt, sowohl für den Zubau von regenerativen Erzeugungsanlagen als auch für Nutzbarmachung der fluktuierenden, erneuerbaren Energien. Die Erreichung beider Ziele wird durch Erhöhung der Akzeptanz von Anlagenbau und durch Verbrauchsanpassung entsprechend der Energieverfügbarkeit erheblich erleichtert, wenn Bürgerinnen und Bürger als aktive Beteiligte partizipieren. Um Anreize zu schaffen, bei wachsender Fluktuation der Energieerzeugung auch den Speicherbedarf durch Lastverschiebung zu reduzieren, bietet das Vorhaben eine Erzeugungssynchrone Beteiligung an großen Regenerativen Erzeugungsanlagen (EBeRE) in Form einer sogenannten Energierendite an. Die Energierendite wird 'bezahlt', wenn die Beteiligten Strom erzeugungssynchron verbrauchen oder auf spezielle Anforderungen des Versorgers reagieren. Inwiefern diese 'Vergütung' zu einer zeitlichen Anpassung des Verbrauchsverhaltens bei den Beteiligten führt und welche Key Performance Indicators (KPIs) sowie Honorierungsmodelle sich für welche Ziel- bzw. Bevölkerungsgruppen eignen, sind zwei Forschungsgegenstände des EBeRE-Prozesses. Dabei besteht die ausdrückliche Zielsetzung stets darin, dass sich alle BürgerInnen unabhängig von Immobilienbesitz oder Wohnlage gleichberechtigt am Ertrag von Erzeugungsanlagen (z.B. Photovoltaik- und Windkraftanlagen) beteiligen können. Spezifisches Ziel des Teilvorhabens 'Partizipative Modelle der dezentralen Energieversorgung' von B.A.U.M. ist es, Organisations- und Geschäftsmodelle zu entwickeln, in denen Bürgerschaft und Stadtwerke, aber auch Kommunen und Unternehmen gemeinsam die vorhandenen bzw. neu zu errichtenden Anlagen und Netze optimal nutzen. Dabei sollen die technisch bekannten Methoden von Flexibilitäts- und Demand Side Management so ausgestaltet werden, dass sie gleichermaßen für die Bürgerinnen und Bürger und die etablierten Verantwortlichen für die Stromversorgung attraktiv sind.

Entwicklung eines Referenzkonzeptes für eine hocheffiziente Energieanlage auf Basis eines neuartigen, integrierten Gas-Dampf-Prozesses

Vorhabensziel ist die Entwicklung und Bewertung eines Referenzkonzeptes für eine hocheffiziente Energieanlage auf Basis eines integrierten Gas-Dampf-Prozesses. Der Prozess verfügt über eine hohe Wärmelastvariabilität und bietet die Möglichkeit zur Nutzung industrieller Abwärme. Zugleich ist er wirtschaftlicher gegenüber heutigen ausgeführten KWK-Anlagen. Der Prozess nutzt die Möglichkeit, Wasserdampf, der im Abhitzekessel erzeugt wird oder in einem externen Prozess anfällt, an geeigneten Stellen vor dem Turbineneintritt zu injizieren. Die Möglichkeit, zwischen Wärmeauskopplung und innerer Wiedereinspeisung zu wechseln, ist ein wesentlicher Vorteil des Prozesses. Prozessanalyse und -simulation sollen effektive Schaltungen und Variationsmöglichkeiten aufzeigen. Es werden für einzelne Komponenten technische Lösungen erarbeitet, wobei der Schwerpunkt auf der Gasturbine liegt. Die energiewirtschaftliche Bewertung vergleicht Konkurrenztechnologien und bewertet die ökonomische Einsatzfähigkeit. Die Ergebnisse sollen bei dezentralen und hybriden Energieanlagen umgesetzt werden. Zwischenschritte sind eine Versuchsanlage an der TUD (kleiner als 1 MW) und eine Demoanlage größerer Leistung.

Weiterentwicklung und Test von Wellenkraftwerksmodulen auf einer schwimmenden Plattform zur Stromerzeugung inklusive Entwicklung modularer Energiewandler für maritime Anwendungen, Teilvorhaben: Entwicklung modularer und effizienter Energiewandler für maritime Anwendungen

Aufgrund der geografischen Begebenheiten ist die Energiegewinnung aus Meereswellen in Deutschland unter ökonomischen Maßstäben kaum abbildbar. Da dieser Bereich der Energiegewinnung aber wirtschaftlich kaum erschlossen ist, bietet dies auch das Potential für ein großes Wachstum. Somit ist gerade die Energieerzeugung auf schwimmenden Plattformen wie der Ocean Hybrid Plattform (OHP) für Länder wie Deutschland besonders interessant. Aufgrund der großen Übertragungswege sowie den rauen Umgebungsbedingungen stellt aber gerade diese Energieübertragung eines der Kernelemente für die dezentrale Energieerzeugung dar und ist somit ein wichtiger Bestandteil der Energiepolitik der Zukunft. Im geplanten Teilvorhaben sollen daher zunächst verschiedene Möglichkeiten zum Energietransport sowie zur Netzanbindung dieser Energiequellen untersucht und einander gegenübergestellt werden. Hierzu werden verschiedene Gleichspannungswandler, Wechselrichtertopologien und Regelungsansätze detailliert untersucht und hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Nach der Auswahl einer geeigneten Anbindung soll im Anschluss eine innovative, kompakte, zuverlässige, effiziente und für den Einsatz im maritimen Umfeld optimierte Leistungselektronik entwickelt und im Laborumfeld validiert werden. Um die Praxistauglichkeit dieses Systems auch unter den rauen Bedingungen auf See zu testen, soll die entwickelte Anlage im Anschluss auf einer schwimmenden Testplattform aufgebaut und für mehrere Wochen betrieben werden. Dieser Test dient der Untersuchung der Netzanbindung unter realen Umgebungsbedingungen und soll Erkenntnisse im Bezug auf Konzepte zur Seewasserbeständigkeit, dem Betrieb unter ständigen Temperaturschwankungen und mechanischer Bewegung dienen. Des Weiteren soll diese Testanlage das Potential für eine mögliche Vermarktung dieser Technologie demonstrieren und Verbesserungspotentiale für eine potenzielle Produktentwicklung aufzeigen.

The frequency stability challenge, Nachrüstung von Solarstromanlagen zur Lösung der 50,2Hz-Problematik

Eine im Auftrag des FNN im VDE erstellte Studie von Ecofys und dem IFK empfiehlt die teilweise Nachrüstung von Solarstromanlagen, um die sogenannte 50,2-Hertz-Problematik zu lösen. Bis zur Einführung einer Übergangsregelung im April 2011 mussten sich Stromerzeuger am Niederspannungsnetz beim Überschreiten einer Netzfrequenz von 50,2 Hertz vom öffentlichen Netz trennen. Würde der seltene Fall einer Überfrequenz mit der heute installierten PV-Leistung eintreten, ginge deren zu diesem Zeitpunkt eingespeiste Leistung schlagartig verloren. Das Nachrüsten älterer Solaranlagen soll für diesen Fall Vorsorge treffen und rund 9 GW installierte Leistung ertüchtigen. Die Studie mit dem vollständigen Titel Auswirkungen eines hohen Anteils dezentraler Erzeugungsanlagen auf die System-/Netzstabilität bei Überfrequenz und Entwicklung von Lösungsvorschlägen zu deren Überwindung wurde von Ecofys und dem Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) der Universität Stuttgart verfasst. Auftraggeber sind die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber vertreten durch EnBW Transportnetze AG, der Bundesverband Solarwirtschaft e. V. (BSW-Solar) und das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE/FNN). Die Empfehlungen wurden am 1. September 2011 den Bundesministerien für Umwelt und für Wirtschaft vorgestellt.

Potentiale von Open Source Hardware für dezentrale Energieversorgung mit Erneuerbaren Energien in der sozial-ökologischen Transformation, Teilvorhaben: Aufbau und Betreuung einer Community of Practice für offene Energietechnik

Die Demokratisierung der Energiewende ist hinsichtlich der Komplexität der organisationalen und prozeduralen Fragen ein 'wicked problem', dennoch gibt es umfangreiches empirisches Wissen und ein breites politisches Instrumentarium hinsichtlich der Förderung von Akzeptanz, Teilhabe und Aneignung von Erneuerbare Energie-Projekten. Wenig erforscht hingegen ist die Rolle von technischen Kompetenzen, von Offenheit - nicht nur des Prozesses, sondern der Technologie selbst - und von der Qualität der Mensch-Technik-Beziehungen für die soziale Nachhaltigkeit von Technologien der Energiewende. Dieser Frage will sich das vorliegende Vorhaben mit dem Fokus auf Open Source Hardware widmen. Die Open Source Hardware-Bewegung hat sich zum Ziel gesetzt, eine nachhaltige Entwicklung und Anwendung von Technologien zu ermöglichen, indem sie Baupläne von technischen Komponenten, Produkten und Systemen öffentlich zugänglich macht und hierbei auf leicht nachbaubare technische Lösungen mit gut verfügbaren Komponenten setzt. Mit diesem Vorhaben wollen wir die folgenden Fragestellungen adressieren: - Welche Open Source Hardware-Lösungen für dezentrale Energieversorgung finden sich bereits? Wie sind diese aus sozio-technischer Sicht und in ihrem Potential für eine gerechte Energiewende zu bewerten und für die weitere Forschung und Entwicklung zu systematisieren? - Wie können Open Source Hardware-Lösungen unter Berücksichtigung verschiedener technologischer Konzepte und Kreislaufaspekte sowie unterschiedlicher Anwendungs- und Nutzungsszenarien weiterentwickelt werden, und welche Wirkungen erzielen sie in der praktischen Anwendung zur Energieversorgung im Alltag? - Wie können Open Source Hardware-Lösungen für dezentrale Energieversorgung besser verbreitet und skaliert werden? - Ist es möglich Open Hardware-Lösungen so vorzubereiten, dass sie weitgehend ohne technische Vorkenntnisse nutzbar sind? Welche technischen Systeme können nur mit Hilfe oder durch Fachkräfte aufgebaut werden?

Wasserwiederverwendung und Erhöhung der Energieeffizienz auf Kläranlagen Südafrikas, EXI: ecReUse - Wasserwiederverwendung und Erhöhung der Energieeffizienz auf Kläranlagen Südafrikas

Entwicklung eines Wasserstoffbrennverfahrens in Industriemotoren zur Dekarbonisierung von BHKW, Teilvorhaben: Schmierstoffoptimierung zum effizienten und robusten Betrieb des Wasserstoffverbrennungsmotors

Entwicklung eines Wasserstoffbrennverfahrens in Industriemotoren zur Dekarbonisierung von BHKW, Teilvorhaben: Motorgesamtkonzept und Brennverfahrensentwicklung

Entwicklung eines Wasserstoffbrennverfahrens in Industriemotoren zur Dekarbonisierung von BHKW, Teilvorhaben: Entwicklung eines applikationsoptimierten und robusten Kolbensystems

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