Offgridders

Simulation von autarken Stromversorgungssystemen

Wobei hilft Offgridders?

Das Simulationswerkzeug Offgridders erzeugt ein Modell eines benutzerdefinierten Stromversorgungssystems, optimiert die Kapazitäten der Erzeugungs-, Speicher- und elektrischen Komponenten des Systems und führt anschließend eine Einsatzoptimierung der optimierten Kapazitäten durch. Es ist insbesondere für den Vergleich von verschiedenen Elektrifizierungsoptionen sowie Standortvergleichen geeignet.

Für wen ist das Tool geeignet?

Offgridders ist für Akteure geeignet, die

• autarke Stromversorgungssysteme planen, analysieren und optimieren möchten
• eine (große) Anzahl von Standorten hinsichtlich potentieller Stromversorgungssysteme vergleichen wollen
• Blackouts oder erlaubte Stromversorgungslücken berücksichtigen möchten

Wie funktioniert Offgridders?

Offgridders nutzt das Open Energy Modelling Framework (oemof). Es verwendet linearisierte Komponentenmodelle. Nutzende können damit einen definierten jährlichen Mangel zulassen oder einen Anteil erneuerbarer Energien oder Systemstabilitätsanforderungen erzwingen.

Welche Beispiele gibt es für den Einsatz?

Die RLI-Wissenschaftler:innen haben Offgridders für die „Machbarkeitsstudie für Mini-Grids mit Fokus auf Energiebereitstellung für landwirtschaftliche Verbraucher in Nigeria“ eingesetzt, um einen automatisierten Prozess zu optimieren.

In der Publikation „Overcoming the Bottleneck of Unreliable Grids: Increasing Reliability of Household Supply with Decentralized Backup Systems (Hoffmann et al. 2020)“ wurde Offgridders verwendet, um die optimalen netzunterstützenden Kapazitäten mehrerer Backup-Systeme zu ermitteln.

In der Publikation „Multicriteria-based methodology for the design of rural electrification systems. A case study in Nigeria” wurde Offgridders um eine multi-kriterielle Analyse ergänzt.

Im Buchkapitel „Assessment of micro grid potential in Southeast Asia based on the application of geospatial and micro grid simulation and planning tools” wurde Offgridders mit anderen Planern für autarke Energiesysteme verglichen, namentlich mit Homer und dem Simple Planning Tool.

Im Rahmen des Projekts „Congo Epala Phase 3“ kommt die Software Offgridders zur Anwendung, um zwei Hauptziele zu verfolgen. Erstens dient sie dazu, das Potenzial für autarke Energieversorgung mittels Photovoltaik (PV)-Batteriesystemen an ausgewählten Standorten des lokalen Stromnetzbetreibers SNEL sowie der Technischen Universität ISTA in Kinshasa zu bewerten. Zweitens werden mit Offgridders Machbarkeitsstudien für PV-Mininetze durchgeführt, um Strategien zur Elektrifizierung bisher unversorgter und sehr abgelegener Gemeinden zu erarbeiten.

Im EnerSHelF-Projekt wurde das Offgridders-Tool verwendet, um eine datengetriebene Strategie für die Elektrifizierung und Einführung von PV-Hybridsystemen in Gesundheitseinrichtungen und umliegenden Gemeinden in Ghana zu entwickeln. Das Ziel ist es, die Energieversorgung nicht nur in Gesundheitseinrichtungen zu verbessern, sondern auch die umliegenden Gemeinden mit einzubeziehen. Die Ergebnisse wurden im Paper „Increasing electricity access for health facilities in Ghana through solar powered mini-grids—a GIS-based energy system modelling approach“ veröffentlicht und sind auf der interaktiven Webkarte unter https://enershelf.rl-institut.de/ visualisiert.

Wie ist Offgridders nutzbar?

Der Programmcode ist in der Programmiersprache Python3 geschrieben und auf dem Onlinedienst GitHub frei verfügbar. Die Input-Daten werden über ein Excel-Dokument und csv-Dokumente für Zeitreihen definiert, wobei das Skript selbst durch ein Terminalfenster durchgeführt werden muss.

Graphische Interfaces ohne Setupvorgang gibt es für Offgridders, insbesondere durch den Offgridplanner, ein online Tool in dem viele Features des Tools implementiert sind.