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Pressemitteilung BoxID: 938752 (Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM)
  • Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
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  • 67663 Kaiserslautern
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Mit angewandter Mathematik und Informatik die Energiewende vorantreiben

Fraunhofer ITWM auf der E-world 2019

(PresseBox) (Kaiserslautern, ) Daran arbeiten Forschende des Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. Auf der E-world zeigen sie in Halle 4 am Stand 4-619 aktuelle Technologien und Projekte zur Energiewirtschaft – vom Energiemanagementsystem Amperix über Regelungskonzepte für Energienetze bis hin zu finanzmathematischen Methoden. Die Messe findet vom 5.2.2019 – 7.2.2019 in Essen statt.

Die Energiewende stellt Stromanbieter, Stadtwerke, Netzbetreiber und Technikentwickler vor neue Aufgaben, die sich mithilfe unterschiedlicher Methoden der Mathematik und Informatik des Fraunhofer ITWM lösen lassen.

Amperix® unterstützt Energieautonomie

Die »Green by IT«-Gruppe präsentiert das Amperix® Energiemanagementsystem und die myPowerGrid-Plattform: Der Amperix® vernetzt Erzeuger und Speicher unterschiedlicher Hersteller und vollzieht die Sektorenkopplung von Strom, E-Wärme und E-Mobilität in Privathaushalten und der Industrie. Energiedienstleistungen wie prognosebasierte Eigenverbrauchsoptimierung und Peak-Shaving des Netzbezugs (physikalisch und 15-Minuten RLM) können über drei Sektoren gleichzeitig betrieben werden. Die myPowerGrid-Plattform dient als Informationsschnittstelle zum Kunden und Techniker. Außerdem werden über die Plattform neuartige Geschäftsmodelle wie Microgrids oder Schwarmkonzepte und die gemeinschaftliche, verteilte Erbringung von Energiedienstleistungen umgesetzt.

Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt auch das Vorzeigeprojekt Schoonschip in Amsterdam. Dort wird die ITWM-Technologie in 30 schwimmenden Häusern mit PV-Erzeugern, Batteriespeichern und Wärmepumpen installiert: Das Microgrid strebt eine weitgehend autonome Energieversorgung an und bildet zukünftig das nachhaltigste schwimmende Quartier in Europa. Durch das Amperix® EMS werden hier vier Energiedienstleistungen über zwei Sektoren gleichzeitig realisiert.

Optimale Instandhaltungsplanung von Anlagen mit Machine Learning

In die Zukunft denken ebenso die Projekte rund um Predictive Maintenance (PM). Eine zuverlässige Vorhersage der Anlagenverfügbarkeit ist Bestandteil jeden Predictive Maintenance Systems. Denn auch in punkto Energie heißt es, eine Anlage ist nur dann zuverlässig produktiv, wenn sie zeitnah instandgesetzt wird, d.h. Wartung und Reparatur bei Bedarf erfolgen.

»Die Erkennung komplexer Muster vergangener Ereignisse sowie deren Eigendynamik und Trends sind der Schlüssel des von uns entwickelten Systems«, so Andreas Wirsen vom Fraunhofer ITWM. »Seit vielen Jahren beschäftigen wir uns mit der Lösungsfindung zu unterschiedlichsten industriellen Fragestellungen; dazu setzen wir u.a. Methoden des Maschinellen Lernens ein«.

So werden einerseits im Idealfall die Risiken für bestimmte unerwünschte Ereignisse belastungsabhängig prognostiziert und die Wartungsaufwände angepasst. Andererseits werden Anlagenzustände basierend auf Sensorsignaldatenströmen mathematisch modelliert und in Risikogruppen unterteilt. Fehler oder Ausfälle können so bewertet und verhindert werden, noch bevor sie passieren.

MathEnergy: Regelungskonzepte für Energienetze der Zukunft

Um wiederkehrende mathematische Grundprobleme geht es auch beim Projekt MathEnergy bei der Modellierung, Simulation und Regelung hierarchischer Energienetze. Denn in Bezug auf eine CO2-neutrale Energieversorgung muss der Blick weit gefasst werden – zum Energiekreislauf gehören Erzeugung, Umwandlung, Transport, Speicherung und Verbrauch in Strom-, Gas- und Wärmenetzen. Wichtig ist die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit.

Ziel des Projektes MathEnergy ist die Erstellung einer Softwarebibliothek, die das komplette gekoppelte Gas- und Stromnetz Deutschlands in allen Ebenen abbildet und die Steuerung des Gesamtnetzes signifikant verbessert. Das Verbundprojekt MathEnergy wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Finanzmathematik für die Energiewirtschaft der Zukunft

Um die Zukunft der Energienetze dreht es sich auch im BMBF-Projekt ENets, aber hier aus finanzmathematischer Perspektive: Das Projektteam erstellt Prognosemodelle, wie sich der Bedarf an Strom im Jahresverlauf entwickelt, um das Stromnetz optimal zu gestalten. Zum Beispiel um an Spitzentagen Zukäufe aus dem Ausland zu vermeiden und Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Aber die Finanzmathematik hat noch andere Bereiche im Blick: »Erneuerbare Energien verändern die Energiewirtschaft und damit auch ihre Aufgaben und Herausforderungen. Wir liefern individuelle Lösungen von der Modellierung einzelner Commodities bis zur Implementierung einer vollständigen Risiko-Controlling- Software«, so Andreas Wagner vom Fraunhofer ITWM.

Besuchen Sie die Experten des Fraunhofer ITWM auf der E-world in Essen in Halle 4 am Stand 4-619 und lassen Sie sich mehr zu den aktuellen Technologien und Projekten berichten. Auch für Hintergrundgespräche und Interviews stehen sie zur Verfügung.

Weiter Informationen zu den Projekten gibt es auf der Website unter folgenden Links:

Zum Amperix und dem Energiemanagementsystem myPowerGrid
Zur Pressemeldung: Schoonschip Community in Amsterdam nutzt ITWM-Technologie
Zur Optimalen Planung der Instandhaltung (Predictive Maintenance)
Zum Projekt MathEnergy: Regelungskonzepte für Energienetze der Zukunft
Zur Finanzmathematik für die Energiewirtschaft

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Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern zählt zu den größten Forschungsinstituten für angewandte Mathematik weltweit. Wir sehen unsere Aufgabe darin, die Mathematik als Schlüsseltechnologie weiterzuentwickeln und innovative Anstöße zu geben. Unser Fokus liegt auf der Umsetzung mathematischer Methoden und Technologie in Anwendungsprojekten und ihre Weiterentwicklung in Forschungsprojekten. Das enge Zusammenspiel mit Partnern aus der Wirtschaft garantiert die hohe Praxisnähe unserer Arbeit.

Deren integrale Bausteine sind Beratung, Umsetzung und Unterstützung bei der Anwendung von Hochleistungsrechnertechnologie und Bereitstellung maßgeschneiderter Software-Lösungen. Unsere verschiedenen Kompetenzen adressieren ein breites Kundenspektrum: Fahrzeugindustrie, Maschinenbau, Textilindustrie, Energie und Finanzwirtschaft. Dieses profitiert auch von unserer guten Vernetzung, beispielsweise im Leistungszentrum Simulations- und Software-basierte Innovation.

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