JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Wesentliche Ziele dieses Teilprojektes sind Mitgestaltung, Weiterentwicklung und Einbindung von gebäudeinternen IKT-Infrastrukturen, die bis auf Raumebene von Wohn- und Gewerbenutzeinheiten herabreichen. Der Fokus liegt auf Ausbau wohnungsinterner Infrastruktur, die sich wesentlich und gleichzeitig nach den objektiven Bedürfnissen einer demographisch alternden Gesellschaft und den Erfordernissen effektiver Sektorenkopplung ausrichtet. Diese 'Intelligenten IT-Infrastrukturen', IITI, sollen sowohl multiple Mess- und Regelprozesse und variable Dienstleistungen tragen können sowie Schnittstellen und Kommunikation, sowohl zwischen Nutzer und technischen Systemen als auch hin zum Verbund übergeordneter Systeme wie einem virtuellen Kraftwerk, bieten.
The dataset contains geolocation and system data of renewable energy installations in Germany. It consists of geoJSON files with point geometries for onshore and offshore wind turbines, ground-mounted photovoltaic systems, bioenergy systems and associated combined heat and power plants, hydropower plants, renewable gas production sites, energy storage systems and a file with polygons for photovoltaic field systems. The dataset also includes the point data as a csv files. The data set is a site-verified data extract from the Marktstammdatenregister (Core energy market data register) (MaStR) of the Bundesnetzagentur (Federal Network Agency) (BNetzA) as of January 4, 2024. System-relevant information was additionally checked for plausibility and, if necessary, corrected by individual research work.
Das Ökosystem der Stromnetze ist auf dem Weg zu einem dezentralisierten Energieversorgungs- und Verteilungssystem. Haushalte können mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenkollektoren oder Windgeneratoren, als verteilte Energieressourcen (DERs - Distributed Energy Resources) bezeichnet, unabhängig von den Stromanbietern operieren und Energie zurück an das Hauptnetz verkaufen. Für die Realisierung dieser Transformation des Stromnetzes wird eine kompetente Kommunikationsinfrastruktur benötigt. Die Einführung des Standards 5G in Mobilfunknetze erleichtert die Entwicklung zukünftiger Energieverwaltungslösungen. Weiterhin ermöglichen neue Technologien die Entwicklung intelligenter Algorithmen für die Steuerung zukünftiger Stromnetze. Hierzu gehören das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), Vernetzung über Mesh-Netzwerke zur Fernüberwachung des Netzstatus und die Künstliche Intelligenz (KI) für Management und Koordination. In Dymobat wird ein Single-User-Controller für die Verwaltung der einzelnen DERs entwickelt. Anschließend wird eine zentrale Steuerungseinheit für die Synchronisierung und Optimierung des Netzbetriebs innerhalb einer kleinen Gruppe von DERs, Microgrid, entworfen. Im Anschluss werden Mobilitätsalgorithmen für die Nutzung von batterieelektrischen Fahrzeugen als mobile Energiespeicher entwickelt, die temporäre Selbstversorgung von Teilnetzen ermöglichen. Die entwickelten Algorithmen werden virtuell in einem Testbed-Modell anhand von realen Eingangsparametern erprobt, optimiert und validiert. Im zweiten Schritt wird ein reales Testfeld konzipiert, installiert und die Leistungsfähigkeit der modellhaft erprobten Algorithmen in einer realen Testumgebung bewertet und anhand des dadurch erarbeiteten Know-hows weiter verbessert. Das übergeordnete Ziel des Projektes DymoBat ist die Entwicklung von marktfähigen Lösungen für die zukünftige Stromnetzverwaltung zur Nutzung von verteilten Energieressourcen auf Basis der Anwendung von 5G-Technologien.
Im Zuge der Energiewende wird der Elektrifizierung der Wärmeversorgung durch Wärmepumpen eine große Rolle zugeschrieben. Hierzu erdgekoppelte Systeme einzusetzen bietet neben einer hohen Effizienz bei der Wärmeerzeugung den Vorteil, dass diese Systeme sich auch zur Wärmespeicherung eignen. Damit kann Energie aus fluktuierenden oder sonstigen Quellen kurzfristig oder saisonal in Form von Wärme gespeichert werden, gegenüber obertägigen Speicherbehältern oder -becken lassen sich im Untergrund zudem auch deutlich größere und kostengünstigere Speicher errichten. Technisch gesehen erfolgt die Wärmespeicherung im Untergrund mittels Erdwärmesonden oder durch Einspeisung von erwärmtem Wasser in Aquifere. Gerade der erhöhte Temperatureintrag in den Untergrund, z.B. durch die Speicherung hat nachweisliche Auswirkungen auf das Ökosystem Grundwasser. Diesem Zielkonflikt kann durch planerisches Vorgehen begegnet werden. Steuerungsinstrumente, die eine Verzahnung von Grundwasserschutz, wasserwirtschaftlichen Aufgaben und kommunaler Wärmeplanung gewährleisten sind jedoch noch nicht allgemein verfügbar. Das vorliegende Vorhaben soll Vorarbeiten hierzu analysieren und weiterentwickeln. Ermittelt werden die dafür notwendige Datengrundlage, entsprechende Berechnungsmodelle sowie planerische Ansätze. Ziel ist es die Grundlagen für die Entwicklung konkreter Planungsinstrumente für die Vollzugspraxis auszuarbeiten