Zukunftslabor
ENERGIE

Beitrag in einfacher Sprache anzeigen

INTEGRIERTE VERSORGUNG SICHERN

Die Digitalisierung spielt in Energiesystemen und für die Energiewende eine bedeutende Rolle. Sie unterstützt beziehungsweise ermöglicht die Erfassung, Überwachung, Kommunikation, Analyse und Optimierung von Messwerten sowie die (Fern-)Steuerung dezentraler Energieumwandlungsanlagen und Betriebsmittel für eine effizientere Betriebsführung, die sich weitgehend automatisiert an die hochdynamisch veränderlichen Prozesse der Energiewirtschaft anpasst. Ein mehrere Sektoren wie Strom, Gas oder Wärme integrierendes Energiesystem schafft einerseits Flexibilität, um auf die Prognoseunsicherheit dezentraler, dargebotsabhängiger Energieeinspeisung reagieren zu können. Gleichzeitig erhöht es die Systemkomplexität drastisch – mit Auswirkungen auf Modellierung und Steuerung. Neben einem Verständnis für neue Wechselwirkungsdynamiken in einem integrierten Energie- und Informationssystem sind zum Teil völlig neue Ansätze zur Analyse und Optimierung dieses Cyber-Physical-Energy-System-of-Systems erforderlich.

Zentrale Aspekte des Zukunftslabors Energie sind maschinelles Lernen und Big Data Analytik in Energiesystemen, cyber-resiliente Energiesysteme und Informationssicherheit, Informations- und Kommunikationstechnologie-basierte Integration neuer Akteure in die System- und Einsatzplanung von dezentralen Energieanlagen sowie Interoperabilität und standardisierte Prozesse multimodaler Energiesysteme.

Sprecherin
ENERGIE

Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Abteilung für Digitalisierte Energiesysteme

KONTAKT AUFNEHMEN

Koordinatorin
ENERGIE

Laura Niemann
OFFIS Institut für Informatik
FuE-Bereich Energie

KONTAKT AUFNEHMEN

Wissenschaftler*innen

Sarah Fayed (Hochschule Emden/Leer)

Sarah Fayed ist wissenschaftliche Mitarbeiterin im Labor Regenerative Energien an der Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Elektrotechnik/Informatik. Ihre Forschungsschwerpunkte sind: elektrische Netzsimulationen, Energiedatenanalyse- und Prognosen. ...

MEHR ZUR PERSON
Sarah K. Lier (Leibniz Universität Hannover)

Sarah K. Lier ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Wirtschaftsinformatik an der Leibniz Universität Hannover. Ihre Forschungsschwerpunkte sind erklärbare und ethische künstliche Intelligenz und erneuerbare Energiesysteme. ...

MEHR ZUR PERSON
Luca Manzek (OFFIS Institut für Informatik)

Luca Manzek ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Energie, in der Gruppe "Entwurf und Bewertung standardisierter Systeme", an dem OFFIS Institut in Oldenburg.

MEHR ZUR PERSON
Annika Ofenloch (OFFIS Institut für Informatik)

Annika Ofenloch ist wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Co-Simulation multimodaler Energiesysteme am OFFIS Institut für Informatik. Zu ihren Forschungsinteressen gehören die Modellierung und simulative Untersuchung digitalisierter Energiesysteme. ...

MEHR ZUR PERSON
Fernando Andres Penaherrera Vaca (OFFIS Institut für Informatik)

Fernando Andreas Penaherrera Vaca ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Energie, in der Gruppe "Energy Efficient Smart Cities", an der OFFIS Institut in Oldenburg. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Modellierung von Energiesystemen und deren Komponenten in...

MEHR ZUR PERSON
Jan Petznik (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR))

Jan Petznik ist Projekt- und Laborleiter in der Abteilung Energiesystemtechnologie am Institut für Vernetzte Energiesysteme am Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt in Oldenburg. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen elektrische Energiesysteme, Sektorenk...

MEHR ZUR PERSON
Dr. Ing. Sven Rosinger (OFFIS Institut für Informatik)

Dr-Ing. Sven Rosinger ist Forschungsgruppenleiter im Bereich Energie am OFFIS. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Technologien für energieeffiziente Smart Cities, Mehrwertdienste auf Basis von Smart Meter Gateways ...

MEHR ZUR PERSON
Alejandro Rubio (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR))

Alejandro Rubio ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), Institut für Vernetzte Energiesysteme / Seine Forschungsschwerpunkte sind: Betrieb und Resilienz elektrischer Netze und die Simulation und Optimierung von Energiesy...

MEHR ZUR PERSON
Henrik Wagner (Technische Universität Braunschweig)

Henrik Wagner ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am elenia Institut für Hochspannungstechnik und Energiesysteme an der TU Braunschweig. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Simultane Mehrfachnutzung von häuslichen Batteriespeichersystemen, Netzaufnahmefähigkeit von Quartiere...

MEHR ZUR PERSON

Geförderte Einrichtungen

Projekte des Zukunftslabors

ZUR PROJEKTÜBERSICHT

Berichte

Stromversorgung in einer digitalen Energiewirtschaft sicherstellen

Stromversorgung in einer digitalen Energiewirtschaft sicherstellen

Die Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors Energie erforschen digitale Technologien, die eine konstante Versorgung mit erneuerbarer Energie sicherstellen. Denn aus Sonne, Wind und Wasser erzeugte Energie unterliegt Schwankungen. Für ihre Forschung simulieren sie Wohnsiedlungen und koppeln Forschungslabore. MEHR

Zukunftslabor Energie beim „Tag der Energieforschung“ in Hannover

Zukunftslabor Energie beim „Tag der Energieforschung“ in Hannover

Beim „Tag der Energieforschung“ präsentieren Wissenschaftler*innen der Leibniz Universität Hannover aktuelle Forschungsprojekte und –ergebnisse. Sarah K. Lier stellte die Forschung des Zukunftslabors Energie vor. Die Veranstaltung diente zum interdisziplinären Austausch und zur Inspiration unter Wissenschaftler*innen. MEHR

Zukunftslabor Energie beim „Workshop for Young Scientists“

Zukunftslabor Energie beim „Workshop for Young Scientists“

Das Zukunftslabors Energie präsentierte seine Forschungsmethoden bei einem Workshop in Hannover. Dabei ging es unter anderen um eine Best Practice für einen effizienten Forschungsprozess in interdisziplinären Teams. Als Beispiel diente die Netzintegration von Elektrofahrzeugen in bestehenden Wohngebieten. MEHR

Weitere Berichte anzeigen

Neuigkeiten

Weitere Neuigkeiten anzeigen

Veranstaltungen

Weitere Veranstaltungen anzeigen

Videos und Podcasts

Durch das Aktivieren von Youtube-Videos werden Cookies gesetzt und personenbezogene Daten an Google Ireland Limited übermittelt. Weitere Informationen können Sie unserer Datenschutzerklärung entnehmen.

Energie der Zukunft: Digitale Energiesysteme

Durch das Aktivieren von Youtube-Videos werden Cookies gesetzt und personenbezogene Daten an Google Ireland Limited übermittelt. Weitere Informationen können Sie unserer Datenschutzerklärung entnehmen.

Digitale Plattform für eine offene Energieforschung

Energie verstehen – Der Schlüssel zur erfolgreichen Energiewende.

Energie verstehen – Der Schlüssel zur erfolgreichen Energiewende.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen

Simulation of a Photovoltaic-Thermal (PV-T) Air Source Heat Pump (ASHP) System for Building Thermal Demands

The coupling of photovoltaic-thermal (PV-T) collectors with heat pumps improves both the electrical and thermal performance of the heat pumps. The main objective of this study is to investigate the po...

Mehr

The coupling of photovoltaic-thermal (PV-T) collectors with heat pumps improves both the electrical and thermal performance of the heat pumps. The main objective of this study is to investigate the potential efficiency improvements resulting from the combined operation of an air PV-T system with an air source heat pump (ASHP). We simulate the said combined operation of the system for meeting building thermal demands (space heating and domestic hot water production), using models developed for this study. Different configurations of the PV-T collector system (from 2 to 12 panels in series) are simulated, and the configuration with 4 panels in series is identified as the most suitable one in this context. This configuration of the PV-T ASHP system has better electrical performance as compared to the baseline case of only a photovoltaic (PV) ASHP system with the same configuration, with a 6.61% increase in the seasonal COP of the heat pump. The presented simulation methodology builds the base for further investigation of other types of PV-T collector systems and heat pumps.

Autor*innen

  • Pranay Kasturi
  • Dr. Herena Torio (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
  • M. Sc. Jan Sören Schwarz (OFFIS Institut für Informatik)

Veröffentlichung

Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.

Weniger

Choosing the Right Ontology to Describe Research Data in the Energy Domain

As in all disciplines, increasing the FAIRness (findability, accessibility, interoperability, and reusability) of research data and software is a goal in energy research. In order to achieve this, it ...

Mehr

As in all disciplines, increasing the FAIRness (findability, accessibility, interoperability, and reusability) of research data and software is a goal in energy research. In order to achieve this, it is important to identify the most appropriate ontology for the description of research data and software. However, despite the importance of this task, it still presents a significant challenge. While there are some comparisons of ontologies, a gap exists in assessing their usefulness according to ontology metadata. This paper fills this gap by defining 21 criteria sorted into four categories to help researchers choose ontologies in the energy domain. The criteria are used to compare eight ontologies for energy research to showcase their use and analyze the ontologies. The analysis reveals the Open Energy Ontology (OEO) as the top-ranked ontology. This underscores the importance of metadata comparison in ontology selection and highlights the benefits of incorporating metadata criteria into ontology terminology services to support researchers.

Autor*innen

  • Alexandro Steinert
  • M. Sc. Stephan Ferenz (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
  • Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)

Veröffentlichung

Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.

Weniger

A Modular Framework for Uncertainty Quantification and Risk Analysis in Active Distribution Grid Simulations

The integration of renewable energy sources and the increasing demands from the electrification of transportation and heating introduce significant variability and uncertainty to distribution grids. T...

Mehr

The integration of renewable energy sources and the increasing demands from the electrification of transportation and heating introduce significant variability and uncertainty to distribution grids. This variability can lead to operational challenges, including voltage range violations and instability in power supply. To address these challenges, it is crucial to develop robust methodologies that quantify uncertainties and evaluate their impacts on grid parameters, thereby informing decision-making processes to enhance the reliability and efficiency of Active Distribution Networks (ADNs).

Leveraging the enhanced measurement and data acquisition capabilities from the smart meter rollout in Germany and the network-oriented control regulations outlined in §14a of the Energy Industry Act (EnWG), this research presents a configurable framework for quantifying uncertainties and measuring their impacts on grid operational parameters. This framework supports risk assessments to identify potential violations of permissible limits for these grid parameters, aiding critical grid operation decisions.

The framework employs open-source data and libraries to ensure transparency, reproducibility, and accessibility, facilitating comprehensive grid simulations. Utilizing a real residential district in Lower Saxony as a model, the grid includes 49 buildings equipped with PV systems, EV charging stations, and battery storage systems. Key components of the framework include libraries such as pandapower for low-voltage grid simulation, PVlib for PV generation modelling, emobpy for EV charging profiles, and weather data from the German Weather Service. The primary source of uncertainty in this study is the error in Global Horizontal Irradiance (GHI) affecting PV generation, though the framework is adaptable to other forecasted parameters.

The methodology involves calculating forecast errors, performing statistical analysis, and generating random samples to model PV generation at each bus. These samples are integrated into a quasi-dynamic grid simulation to evaluate the sensitivity of voltage range violations to the identified uncertainties. Monte Carlo simulations are used throughout this process to provide a probabilistic assessment of potential grid stability issues, supporting informed decisions on power injection and grid management based on voltage sensitivity analysis. By adjusting the uncertainty variables, this framework facilitates the investigation of various factors to determine their impact on grid stability. To isolate the effects of the forecast variable under investigation, other variables are set to their actual values. This method identifies critical issues and pinpoints the most vulnerable buses in the grid, enhancing the understanding of grid dynamics under varying conditions and aiding in the development of targeted risk mitigation strategies.

Future work aims to enhance the reliability and efficiency of ADNs by integrating Uncertainty Quantification with advanced control strategies. This includes developing dynamic mechanisms for proactively detecting and mitigating limit violations in key grid parameters through sensitivity analysis and optimized power injection. The goal is to improve grid stability and operation while providing valuable insights into uncertainty propagation within grid systems.

Autor*innen

  • Sarah Fayed (Hochschule Emden/Leer)

Veröffentlichung

  • [Abstract] 13th INREC 2024 - Uncertainties in Energy - Markets, Systems & Decisions
  • 27.08.2024

Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.

Weniger
Mehr laden

Wissenschaftliche Vorträge

Einblicke in die NFDI4Energy-Aktivitäten

Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)

Veranstaltung: DFG - Fachkollegium 4.42 Elektrotechnik und Informationstechnik

Datum: 07.11.2024

Resilienz in Energiesystemen mit KI - vom Privathaushalt bis zur Netzführung

Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)

Veranstaltung: KonKIS 24 - Konferenz der deutschen KI-Servicezentren 2024

Datum: 18.09.2024

A Modular Framework for Uncertainty Quantification and Risk Analysis in Active Distribution Grid Simulations

Sarah Fayed (Hochschule Emden/Leer)

Veranstaltung: 13th INREC 2024 - Uncertainties in Energy - Markets, Systems & Decisions

Datum: 27.08.2024

Mehr laden

Technologiedemonstratoren

Weitere Technologiedemonstratoren anzeigen

Assoziierte Partner

Fonts updating...



A A
Beiträge in einfacher Sprache