Das Projekt UCB-SEnMOd – Sektorengekoppeltes Energiemodell – wird für die Nationalparkregion Hunsrück-Hochwald ein dynamisches Werkzeug zur Analyse und Prognose der energetischen Nutzung der Sektoren Strom, Wärme und Transport entwickeln und bereitstellen. Ziel ist es, auf Grundlage der Energieverbrauchsdaten und Energieerzeugungssysteme ein Modell aufzubauen, aus dem Maßnahmen abgeleitet werden können, damit die Nationalparkregion langfristig die Entkarbonisierung der Energieversorgung erreicht und damit die Klimagasemissionen senkt.
Durch die Aggregation aller energetisch relevanten Daten wird Transparenz beim Energiedatenmanagement in der Region geschaffen. Der modulare Aufbau des Simulationsmodells der Region ermöglicht flexiblen Wechsel der Darstellungs- und Analyseebenen von der gesamten Nationalparkregion bis zum Einzelobjekt (siehe Abbildung rechts). Die Normalisierung des Simulationsmodells sichert die Erweiterbarkeit und schafft Schnittstellen für die Verknüpfung mit weiteren Projekten. Eine laufende Erprobung von Maßnahmen und Prognosen im Simulator ermöglicht die Identifikation von Potenzialen und Risiken. Schließlich führt die Integration aller Beteiligten zu einer nachhaltigen Weiterentwicklung der Region.
In der Abbildung links ist die Projektstruktur des Projekts UCB-SEnMod dargestellt. Die regionalen Strukturdaten (Katasterinformationen, Infrastruktur, statistische Angaben), Energieverbrauchsdaten der Sektoren Strom, Wärme und Transport, Angaben zu den Energieerzeugungssystemen sowie Potenzialflächen (z. B. Dachflächen für den Ausbau von Photovoltaik bzw. Solarthermie) werden zusammengestellt und in einer relationalen Datenbank abgelegt. Das dynamische Energiemodell greift auf diese Daten zu, um im Simulationskern die Energiedaten sowie die Entwicklungspotenziale zu verknüpfen, sodass die Energiebilanz, die Residuallasten sowie der Energiestrom berechnet werden können. An das Energiemodell schließt die Energiedatenanalyse an, um zum einen die energetischen Daten zu evaluieren und zu optimieren und des Weiteren die ausgewerteten Daten zu visualisieren. Die Ergebnisse der Datenanalyse werden in das Energiemodell zurückgespielt. Die Konzeptentwicklung vereint die Daten aus dem Energiemodell und der Analyse, um unterschiedliche Szenarien zu untersuchen und Entwicklungspfade zu prüfen. Auswirkungen aus der Szenarienanalyse fließen in das Energiemodell zur iterativen Optimierung des Simulators zurück. Damit lassen sich Prognosen zur Sektorenkopplung entwickeln sowie Handlungsmaßnahmen ableiten.
Das Grundkonzept zur dynamischen Simulation der vernetzten Einheiten im Energiemodell ist in folgender Abbildung dargestellt. In das Energiemodell fließen zunächst die Angaben zur Energienutzung der Haushalte, des Gewerbes und der Industrie ein. Des Weiteren werden die Erzeugungsprofile der Energieerzeugungseinheiten, insbesondere Wind, Photovoltaik und Biomasse, integriert. Schließlich werden Nutzungsprofile des Transportwesens berücksichtigt. Ergänzt wird das Modell zu Netzkapazitäten in den Sektoren Strom und Wärme. Optional werden unterschiedliche Speicherarten (Strom, Wärme, Power-to-X) in das Modell eingebunden. In dem Simulator lassen sich die Profile, die Erzeugersysteme und die Verbrauchseinheiten parametrisieren, sodass eine umfassende Szenarioanalyse möglich ist
Anhand der dargestellten Projektstruktur sowie dem Grundkonzept der Simulation lassen sich die Ziele des Projekts UCB-SEnMod in Primär- und Sekundärziele differenzieren.
Der Nutzen der Projektergebnisse lässt sich entsprechend der einzelnen Gruppen gliedern:
Im Projekt UCB-SEnMod werden laufend Studierende gesucht, die im Rahmen von Fachprojekten, interdisziplinären Projektarbeiten sowie Bachelor- bzw. Masterarbeiten einen wesentlichen Beitrag im Projekt leisten können.
Aktuelle Aufgabenstellungen im Projekt:
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