Simulation



Auf Grundlage von Daten erzeugen wir mit unseren Simulationen Modelle realer Zusammenhänge derart kondensiert, dass komplexe Zusammenhänge übersichtlich dargestellt und analysiert werden können.

Mit selbstentwickelten Modellen können wir gezielt Elektrizitäts -, Wärme- wie auch Mobilitätssysteme in Simulationen abbilden und optimieren. Wir ergänzen unsere Modelle mit bestehender Software, um z.B. geografische Informationen zu verarbeiten oder Stabilitätsuntersuchungen von Elektrizitätsnetzen durchzuführen. Der Fokus unserer Modelle liegt auf der technischen Abbildung von Energiesystemen unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte.

Die Verknüpfung von unterschiedlichen Energiesektoren eröffnet die Möglichkeit bisher ungenutztes Flexibilitätspotenzial zu heben. Diese intersektorielle Sichtweise einzunehmen, ermöglicht uns mehrere Modellansätze die bspw. die Sektoren Elektrizität-Wärme, Elektrizität-Gas, Elektrizität-Mobilität verknüpften, bspw. durch die Einbindung von KWK, Power-to-Heat, Power-to-Gas und Elektromobilität.

Unsere Modelle können auf verschiedene Abstraktionsebenen angewendet werden: Von lokal begrenzten Energiesystemen (z.B. MicroSmart Grids und Inselsysteme) über Landkreise und Gemeinden im Verbundnetz bis hin zu nationalen und europäischen sowie globalen Systemanalysen.

Zur Validierung der Modelle greifen wir auf Messungen zurück, überprüfen die Plausibilität durch die Simulation des Ist-Stands und vergleichen Ergebnisse bspw. mit denen anderer Modelle. Dies ermöglicht einerseits eine (differenzierte/objektive) Ergebniseinschätzung und anderseits die kontinuierliche Verbesserung und Qualitätssicherung unserer Modelle.
Modellbildung (Komponenten)
Um Energiesysteme individuell zu gestalten, entwickeln wir Modelle der verschiedenen technischen Komponenten, die in die Simulationen flexibel eingebunden werden können. Bestehende Komponenten können bspw. Energieerzeuger, Verbraucher oder Speicher sein. Darunter sind etablierte Komponenten wie PV- und KWK Anlagen sowie auch innovative Technologien wie Power-to-Gas Anlagen. Der Detaillierungsgrad ist dabei dem Modellansatz angepasst. Unsere Stärke liegt darin, die verschiedenen Technologien in der notwendigen Genauigkeit in Energiesystemmodellen einzubinden.
Optimierung (Lösungsstrategie)
Über die Simulation hinaus optimieren wir Energiesysteme zur Minimierung bspw. der Kosten oder des CO2-Ausstoßes und können auch auf mehrere Zielgrößen gleichzeitig optimieren. Ergebnis können dabei eine geeignete Systemzusammensetzung, der optimale Kraftwerkseinsatz oder auch die optimale Betriebsführung einzelner Komponenten sein. Dazu wenden wir passende Optimierungsalgorithmen, Methoden und Solver an. Je nach Umfang des Modells nutzen wir lineare oder nichtlineare Optimierungsmethoden. Aufgrund der vielfältigen Optimierungsansätze können wir für verschiedenste Fragestellungen die geeignete Lösungsstrategie finden.
Open Source
Wir haben zusammen mit unseren Partnern eine Plattform zur Software-Entwicklung geschaffen auf der wir gemeinsam an Energiesystemmodellen arbeiten. Dort veröffentlichen wir den Quellcode von einigen unserer Modelle. Durch die Verwendung geeigneter Open Source Lizenzen können wir unsere Modelle teilen, erhalten Feedback und greifen auf das Knowhow einer großen Community zu. Mit dieser Vernetzung ermöglichen wir eine globale ressourceneffiziente Modellentwicklung und Validierung.
GIS Verknüpfung
Mithilfe von GIS Software können wir verschiedenste Geodaten weiterverarbeiten und miteinander verschneiden, um neue Erkenntnisse bezüglich räumlich aufgelöster Information zu erlangen. Die Verschneidung verschiedener Infrastrukturdaten (Stromnetze, Kraftwerke, Industrie) mit Bevölkerungs- oder Wetterdaten erweitert das Wissen zu Potentialen oder Standortfaktoren. Es entstehen visuell aufbereitete detaillierte Karten die Außenstehenden intuitiv zugänglich sind und in gängige digitale Karten eingepflegt werden können.
Nutzerfreundliche Tools
Es ist uns möglich unsere Modelle mit nutzerfreundlichen graphischen Oberflächen (mit webbasierten oder lokalem Interface) auszustatten, so dass sie von Dritten angewendet werden können. Dies ermöglicht es unseren Partnern auf Basis unserer Modelle über einen einfachen Zugang eigene Ergebnisse zu produzieren, die auf die individuellen Fragestellungen angepasst sind.