Datengetriebene Forschung für grüne Energie

PV Anlage - Energie aus erneuerbaren Quellen nimmt zu. Um die dezentrale Energiegewinnung zu optimieren wird im Projekt der nutzbringende Einsatz von Batteriespeichern erforscht. © BM für Nachhaltigkeit und Tourismus / Rita Newman

05.11.2019

Flexibilität ist der Schlüssel für Dezentralisierung auf den Energiemärkten. In Zukunft werden Haushalte mehr erneuerbare Energie mittels Photovoltaikanlagen erzeugen und für E-Mobilität konsumieren. Energie wird also zunehmend dezentral erzeugt und verbraucht. Konsumenten sind zugleich Produzenten – sogenannte Prosumer. Die Künstliche Intelligenz (KI) wird die Optimierung zwischen Lieferanten, Speichermedien und Prosumern steuern. Um diese Flexibilität in einer Vielfalt voneinander abhängiger Systeme zu steuern, bedarf es neuer Ansätze zur verteilten Entscheidungsfindung.

Das ist das Ziel des Projekts FLEX+ der 4. Ausschreibung des Österreichischen Klima- und Energiefonds: Die FLEX+ Plattform soll für Vermarktung, Planung, Vorhersage, Aggregation und den bedarfsgerechten Abruf frei verfügbarer Energie aus Privathaushalten sorgen, um im sensiblen Strommarkt zu jeder Zeit eine optimale Verteilung sicherzustellen. Von Mai 2018 bis April 2021 bündeln vier wissenschaftliche Partner – AIT als Konsortialführer, TU Wien, Software Competence Center Hagenberg (SCCH) und FH Technikum Wien – Industriepartner wie FRONIUS INTERNATIONAL oder W & Kreisel Group und Energieversorger ihre Kräfte. Sie entwickeln unterschiedliche Konzepte und testen sie in einem großflächigen Realbetrieb, um Prosumer aktiv in das Marktgeschehen einzubinden, die Flexibilität der Energiemärkte zu erhöhen und die Energiekosten für die Haushalte zu senken.

SCCH entwickelt neue Prognosemodelle in FLEX+

Das SCCH als Experte für Prognosemethoden entwickelt Werkzeuge zur Optimierung der Entnahme überschüssiger Energie aus Batterien. "Um Entscheidungen zu treffen, müssen wir vorhersagen, wie viel Energie morgen in PV-Anlagen erzeugt und wie hoch der Verbrauch sein wird“, erklärt Georgios Chasparis, Key Researcher für 'Prognosesteuerung und Optimierung' am SCCH: Alle Teilnehmer in einem intelligenten Stromnetz nutzen und produzieren Energie. Die Bestimmungen des Systems und die Handlungen der Teilnehmer stehen in Wechselwirkung. Daher wollen wir herausfinden, wie wir den Entscheidungsprozess verteilen können, erläutert Chasparis, dessen Forschung sich damit befasst, wie man auf Basis begrenzter Informationen die Entscheidungsfindung von Systemen automatisieren und optimieren kann. Wir versuchen, möglichst genaue Vorhersagen darüber zu treffen, wie man am besten Energie zu bestimmten Kosten extrahiert. Denn einerseits soll die Lebensdauer der Batterien erhalten bleiben, andererseits muss es möglich sein, Energie zu speichern oder zu entnehmen – etwa wenn ein Gebiet im Osten Österreichs zu einer bestimmten Zeit viel PV-Energie produziert, während im Rest Österreichs die Sonne nicht scheint. Gemeinsam mit der FRONIUS INTERNATIONAL GmbH optimieren wir einen Pool von Batteriespeichern, so der Forscher.

Die Optimierung muss auch berücksichtigen, wie sich die Preise tagsüber auf den Spot- und Regelenergiemärkten verändern. Im Energiesystem der Zukunft werden tausende Privathaushalte am Energiemarkt partizipieren und als Prosumer Strom kaufen, tauschen und verkaufen. In FLEX+ wird eine Plattform geschaffen, um diesen Energieaustausch zwischen den beteiligten Stakeholdern zu ermöglichen. Diese Plattform dient der zentralen Energievermarktung der Teilnehmer einer Prosumer-Gruppe. Um ihre Interessen zu berücksichtigen, sind Prosumer in die Entwicklung einer Schnittstelle zum Energiemarkt eingebunden. Bieten sie überschüssige Energie an, wenn der Strompreis hoch ist, wirkt sich das indirekt wieder auf die Nachfrage aus: Denn wenn zusätzlich Strom eingespeist wird, sinkt damit auch wieder der Preis. Für den einzelnen Teilnehmer liegt der Nutzen – und zugleich der Anreiz, seine PV-Anlage einzusetzen, in der Reduktion der Kosten. Aus unseren bisherigen Ergebnissen lässt sich im Idealfall eine Ersparnis von rund 150 Euro pro Jahr und Teilnehmer allein in Bezug auf die Batterien ableiten, prognostiziert Chasparis.

Über das Projekt

Im Projekt FLEX+ werden unterschiedliche Konzepte entwickelt und im großflächigen Realbetrieb getestet, um die Flexibilität von fernsteuerbaren Prosumer-Komponenten wie Wärmepumpen, Boiler, Photovoltaik-Speichersysteme und E-Mobilität für ausgewählte systemdienliche Dienstleistungen, wie beispielsweise die Vermarktung an Spot- und Regelenergiemärkten wirtschaftlich nutzen zu können. Dazu werden skalierbare Optimierungsalgorithmen auf Aggregator- und Prosumer-Ebene entwickelt, die, unter Berücksichtigung der Interessen des Aggregators (vgl. Crawler für Webinhalte) sowie auch der Eigeninteressen der Prosumer, eine für alle Beteiligten optimale Märkte übergreifende Nutzung und Vermarktung der vorhandenen Flexibilität ermöglichen. Basierend auf diesen Ergebnissen werden Vergütungsmodelle und Tarife für Prosumer entwickelt und notwendige Prozesse bei Prosumern und Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette implementiert.

Projektdauer: 01.05.2018 - 30.04.2021, Budget: 4 Mio. Euro, www.flexplus.at

Projektpartner
AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Koordinator), Technische Universität Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Austria Email Aktiengesellschaft, IDM-Energiesysteme GmbH, W & KREISEL GmbH, Fachhochschule Technikum Wien, Software Competence Center Hagenberg GmbH, WEB Windenergie AG, World-Direct eBusiness solutions Gesellschaft m.b.H., TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG, Technikum Wien GmbH, Energie AG Oberösterreich Vertrieb GmbH, MS.GIS Informationssysteme Gesellschaft m.b.H., Sonnenplatz Großschönau GmbH, aWATTar GmbH, FRONIUS INTERNATIONAL GmbH

Über das Software Competence Center Hagenberg

Das Software Competence Center Hagenberg (SCCH) ist ein außeruniversitäres Forschungszentrum das seit über 20 Jahren Exzellenz in der anwendungsorientierten Forschung in den Bereichen Data Science und Software Science aufgebaut hat. Dieser Fokus ermöglicht die optimale Umsetzung von Projekten in den Bereichen Digitalisierung, Industrie 4.0 und Künstliche Intelligenz. Das SCCH versteht sich als Schnittstelle zwischen internationaler Forschung und heimischer Wirtschaft und betreibt mit seinen Forscherinnen und Forschern herausragende Spitzenforschung

Das COMET-Zentrum Software Competence Center Hagenberg wird im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies durch BMVIT, BMDW und Land Oberösterreich gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt

Kontakt

Software Competence Center Hagenberg GmbH (SCCH)
Softwarepark 21
4232 Hagenberg
www.scch.at