@techreport{KlitsmanStaudacherBrueckletal., author = {Klitsman, Maksym and Staudacher, Lars and Br{\"u}ckl, Oliver and Eller, Johannes and Brey, Ludwig and Eigenstetter, Florian}, title = {neos - NetzEntwicklungsOffensive Strom - Schlussbericht}, doi = {10.35096/othr/pub-4524}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-45248}, pages = {143}, abstract = {Im Zuge der Energiewende werden die erneuerbaren Energien zur tragenden S{\"a}ule unserer Stromversorgung. Bis 2025 sollen bundesweit 40-45 \% des Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen, bis 2050 sogar 80 \%. Dabei wird der erzeugte Strom haupts{\"a}chlich aus Wind und Sonne stammen. Im Norden der Bundesrepublik wird Wind die Erzeugung dominieren, w{\"a}hrend im S{\"u}den, insbesondere in Bayern der Strom vornehmlich aus Photovoltaik gewonnen werden wird. Um die Ziele der Energiewende zu erreichen, wird neben den ausreichenden Erzeugungskapazit{\"a}ten auch eine leistungsf{\"a}hige Infrastruktur zur Verteilung und Nutzung des erneuerbaren Stroms notwendig sein. Planbarkeit und Sicherung der Versorgungsqualit{\"a}t bei zunehmenden Anteilen von volatiler Erzeugung werden dabei zu einer immer gr{\"o}ßeren Herausforderung. Das Projekt neos hat im engen Verbund mit den beteiligten Partnern wichtige tagesaktuelle Fragestellungen wissenschaftlich er{\"o}rtert und untersucht, die sich durch die laufende Transformation des Energiesystems und den rasanten Ausbau der Anlagen zur erneuerbaren Energieerzeugung den Projektpartnern stellen.}, subject = {Intelligentes Stromnetz}, language = {de} } @inproceedings{HaslbeckRauchBrueckletal., author = {Haslbeck, Matthias and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver and B{\"a}smann, Rainer and G{\"u}nther, Andreas and Rietsche, Hansj{\"o}rg and Tempelmeier, Achim}, title = {Blindleistungsmanagement in Mittelspannungsnetzen}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, pages = {170 -- 182}, abstract = {Die Energiewende f{\"u}hrt zu neuen Herausforderungen f{\"u}r Verteilungsnetzbetreiber hinsichtlich der Erbringung von Systemdienstleistungen, der Integrationsf{\"a}higkeit weiterer Erzeugungsanlagen und Lasten sowie bei der Gew{\"a}hrleistung einer hohen Versorgungssicherheit. Die Deckung der steigenden Blindleistungsbedarfe seitens der Netzbetriebsmittel, Verbraucher und Erzeuger gewinnt durch den Wegfall der Großkraftwerke f{\"u}r Netzbetreiber zunehmend an Bedeutung.Das abgeschlossene und vom BMWi gef{\"o}rderte Projekt SyNErgie (Laufzeit von 03/2015 bis 05/2018) besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung von Blindleistungsmanagementsystemen f{\"u}r Mittelspannungsnetze (MS-Netze). Ziel dabeiist es, das bisher ungenutzte, freie Blindleistungspotenzial betrieblicher Kompensationsanlagen und dezentraler Erzeugungsanlagen (allg.: Q-Quellen) zu nutzen, um die Blindleistungs{\"a}nderungsf{\"a}higkeit 1 eines Verteilungsnetzes zu erh{\"o}hen. Diese Ver{\"o}ffentlichung stellt ausgew{\"a}hlte Einzelergebnisse und Erfahrungen des Projektes vor, welche u. a. {\"u}ber zahlreiche Messungen inMS-Netzen bei Firmen mit Anschlusspunkt in der MS-Ebene, Netzsimulationen und mathematische Modelle abgeleitet wurden.}, language = {de} } @article{Brueckl, author = {Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Pl{\"a}doyer f{\"u}r die wettbewerbliche Bereitstellung von Blindleistung}, series = {ew - Magazin f{\"u}r die Energiewirtschaft - Spezial: Digitalisierung}, volume = {117}, journal = {ew - Magazin f{\"u}r die Energiewirtschaft - Spezial: Digitalisierung}, number = {1}, publisher = {VDE Verlag}, organization = {VDE Verlag}, pages = {46 -- 48}, language = {de} } @inproceedings{RauchBrueckl, author = {Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Entwicklung eines Regelverfahrens f{\"u}r einen optimierten und zentralen Blindleistungsabruf zur Beeinflussung des Blindleistungshaushaltes von Mittelspannungsverteilungsnetzen unter Einhaltung von Netzrestriktionen}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, publisher = {Conexio}, address = {Pforzheim}, pages = {421 -- 437}, language = {de} } @inproceedings{GoetzRauchBrueckl, author = {Goetz, Rebecca and Rauch, Johannes and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Techno-economic analysis of reactive power sources}, series = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021}, booktitle = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, isbn = {978-3-8007-5651-3}, pages = {286 -- 291}, abstract = {This paper presents different options to provide reactive power in electricity grid systems. Since conventional power plants are being phased out and the reactive power demand tends to increase, alternative technologies are needed to cover it. reactive power sources are being defined and specified in this submission. A technical evaluation and an economic analysis of selected reactive power sources are carried out, based on interviews with manufacturers and operators. As well a multifactorial techno-economic comparison of the evaluated reactive power sources is presented. The technical analysis addresses reactive power control-ranges, stochastic parameters, lifespans, electrical losses and dynamics of re-active power sources. It states that power electronics allow faster setpoint changes than mechanical technologies can achieve, but at the same time this is associated with the highest electrical losses of the reactive power sources considered here. Considering the economic analysis, relative investment costs per reactive power of conventional compensation systems turn out to be the most cost-efficient. With regard to the multifactorial techno-economic comparison, it is im-portant not only to standardize on reactive power that can be provided, but also to include the additional system-relevant properties of technologies in the evaluation as well as the costs in operation.}, language = {en} } @inproceedings{HaslbeckBrueckl, author = {Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Netzplanungsprozess zur dezentralen Nutzung von Blindleistungsquellen in Verteilungsnetzen}, series = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, booktitle = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, abstract = {Das vom BMWi gef{\"o}rderte Forschungsprojekt SyNErgie (03/2015 bis 05/2018) besch{\"a}ftigt sich mit der Weiterentwicklung von Netzplanungsprozessen [1]. Im Fokus steht dabei die Modellierung von Blindleistungsfl{\"u}ssen und die dezentrale Nutzung von Blindleistungsquellen (z. B. Wechselrichter, Ladedrosseln, Kondensatoren) in Mittelspannungsnetzen, {\"u}ber welche der Blindleistungshaushalt letztendlich beeinflusst werden soll. Diese Ver{\"o}ffentlichung konzentriert sich auf die konzipierte Erweiterung des Netzplanungsprozesses zur Einbindung von Blindleistungsquellen im Verteilungsnetz in ein Blindleistungsmanagement. Deren einzelne Phasen werden erl{\"a}utert und anschließend die Netz-Sensitivit{\"a}ts- und -Restriktionsanalyse anhand eines realen Mittelspannungsnetzes demonstriert. Abschließend werden m{\"o}gliche Abschw{\"a}chungs- und Verst{\"a}rkungseffekte im Hinblick auf einen Blindleistungsabruf {\"u}ber mehrere Spannungsebenen hinweg diskutiert.}, language = {de} } @inproceedings{KlitsmanBruecklEller, author = {Klitsman, Maksym and Br{\"u}ckl, Oliver and Eller, Johannes}, title = {Analysis and simulation of the population driving behaviour and charging processes at different charging station types with electric vehicles}, series = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: 13-14. September 2021, Hamburg}, booktitle = {NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: 13-14. September 2021, Hamburg}, editor = {Schulz, Detlef}, publisher = {VDE-Verlag}, isbn = {978-3-8007-5651-3}, pages = {254 -- 260}, abstract = {Electric vehicles are one of the important components of the energy transition, which is necessary for the CO2 emission reduction. In order to estimate the influence of electromobility on electric grids at present day and in the future, the generation of realistic charge profiles is necessary. The main objective of this study is the development of an algorithm, which generates realistic charge time series of electric vehicles. The very huge and detailed input surveys enable to define different population groups, representing specific driving behaviour. These groups are then composed and scaled up, according to the statistical population structure of a chosen town or city in Germany, and show typical driving behaviour of all inhabitants. The charge profiles are calculated for several charge station types, based on daily electric vehicle user mobility, day type and household type. In addition, charge process occurrence is evaluated through a model, involving charge infrastructure presence, attractiveness of corresponding charge station type and charge process necessity.}, language = {en} } @inproceedings{KreuzerHaslbeckBrueckl, author = {Kreuzer, Reinhard and Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Modellierung von Mittelspannungsnetzen zur verbesserten Nachbildung von Wirk- und Blindleistungsfl{\"u}ssen}, series = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, booktitle = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, abstract = {Das vom BMWi gef{\"o}rderte Forschungsprojekt SyNErgie (03/2015 bis 05/2018) besch{\"a}ftigt sich mit der Weiterentwicklung von Netzplanungsprozessen [1]. Im Fokus steht dabei die Modellierung von Blindleistungsfl{\"u}ssen und die dezentrale Nutzung von Blindleistungsquellen (z. B. Wechselrichter, Ladedrosseln, Kondensatoren) in Mittelspannungsnetzen, {\"u}ber welche der Blindleistungshaushalt letztendlich beeinflusst werden soll. Im Rahmen dieses Beitrags wird anhand eines realen Mittelspannungsnetzes (MS-Netz) gezeigt, welche Modellierungsschritte zur Erstellung eines m{\"o}glichst realit{\"a}tsnahen Simulationsabbilds n{\"o}tig sind. Dies ist notwendig, um der Verteilnetzplanung eine robuste Planungsgrundlage f{\"u}r die Ableitung von Entscheidungen im Rahmen eines Blindleistungsmanagements zur Verf{\"u}gung zu stellen.}, language = {de} } @inproceedings{KrausGschossmannBrueckl, author = {Kraus, Hermann and Gschoßmann, David and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Automatisierung von Netzplanungsprozessen in der Verteilnetzebene - Q(U)- und cosj(P)-Blindleistungsregelung dezentraler Anlagen als spannungshaltende Netzausbaumaßnahmen}, series = {Tagungsband Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, booktitle = {Tagungsband Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin}, publisher = {Connexio}, address = {Pforzheim}, pages = {407 -- 420}, abstract = {Diese Arbeit befasst sich mit automatisierten Netzplanungsprozessen und gibt einen kurzen Einblick in das Entscheidungsunterst{\"u}tzungssystem, welches im EU-Projekt CrossEnergy entwickelt wird. Detaillierter wird aber auf die Konzipierung und Umsetzung eines automatisierten Einsatzes der Blindleistungsregelung von dezentralen Erzeugungs­ analgen eingegangen, die als spannungshaltende Netzausbaumaßnahme zur Verf{\"u}gung stehen. Die vorgestellten Methoden und Algorithmen fokussieren sich auf die Q(U)- und coscp(P)-Regelungsarten.}, language = {de} } @inproceedings{BerlingHaslbeckBrueckl, author = {Berling, Andreas and Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Interpretation und Relevanz verschiedener Blindleistungsarten f{\"u}r die Modellierung von Niederspannungsnetzen in der Netzplanung}, series = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, booktitle = {Tagungsband der Fachtagung "Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin}, language = {de} } @inproceedings{RauchKlitsmanHaslbecketal.2019, author = {Rauch, Johannes and Klitsman, Maksym and Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Entwicklung von Methoden zur Prognose der Blindleistungsbilanz von Mittelspannungsnetzen zur Steuerungeines dezentralen Blindleistungsabrufs}, series = {Tagungsband der Fachtagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, Berlin}, booktitle = {Tagungsband der Fachtagung Zuk{\"u}nftige Stromnetze 2019, Berlin}, pages = {524 -- 535}, year = {2019}, language = {de} } @inproceedings{BruecklWildfeuerSchaechinger, author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Wildfeuer, M. and Sch{\"a}chinger, J.}, title = {Systemdienstleistungen durch Biogasanlagen}, series = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, booktitle = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, address = {Darmstadt}, isbn = {978-3-945088-83-8}, pages = {92 -- 101}, subject = {Biogasanlage}, language = {de} } @inproceedings{SippenauerBruecklHenneke, author = {Sippenauer, Thomas and Br{\"u}ckl, Oliver and Henneke, Markus}, title = {Verankerung von Flexibilit{\"a}t in der Netzplanung}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021}, publisher = {Conexio GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-12-9}, doi = {10.35096/othr/pub-5563}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55632}, pages = {79 -- 92}, abstract = {Die Energiewende f{\"u}hrt zu einem steigenden Zubau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Verteilungsnetz. Ebenso ist mit einem verst{\"a}rkten Zuwachs der Elektromobilit{\"a}t zu rechnen, der zu einer weiteren Ausreizung der zul{\"a}ssigen Spannungsbereiche und Leitungsauslastungen beitragen kann. Um die Aufnahmef{\"a}higkeit des Verteilungsnetzes zu erh{\"o}hen, wurden in der Vergangenheit verschiedene L{\"o}sungen entwickelt und etabliert. Ein zus{\"a}tzlicher Baustein zur Behebung von Netzengp{\"a}ssen und Spannungsproblemen sind zeitliche Verlagerungen von Einspeisungen und Verbrauchslasten in der Mittelspannungsebene. Diese sogenannten Flexibilit{\"a}tsmaßnahmen sind derzeit noch nicht Stand der Technik. Um einen hohen Nutzen stiften zu k{\"o}nnen, indem sie zu einer effizienten Einsparung an Asset beitragen, m{\"u}ssen sie in der Netzplanung abbildbar gemacht werden. Dazu sind einerseits geeignete technische und zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Anforderungen an die Flexibilit{\"a}tsmaßnahmen herauszuarbeiten, um eine m{\"o}glichst hohe Gesamteffizienz bei Netz- und Anlagenbetreibern zu erzielen und andererseits ein Verfahren zu finden, mit dem Manipulationsm{\"o}glichkeiten (INC-DEC-Gaming) ausgeschlossen bzw. geringgehalten werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @inproceedings{SippenauerBrueckl, author = {Sippenauer, Thomas and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Verankerung von Flexibilit{\"a}t in der Netzplanung}, series = {ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 29.-30. Januar 2020, Berlin)}, booktitle = {ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 29.-30. Januar 2020, Berlin)}, publisher = {Conexio GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-07-5}, doi = {10.35096/othr/pub-5559}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55592}, pages = {77 -- 81}, abstract = {Im Rahmen des Projektes C/sells wurden mehrere Mittelspannungsnetze modelliert, um die aktuellen Spannungsverh{\"a}ltnisse und Leitungsauslastungen nachbilden zu k{\"o}nnen. Zudem wurden, angelehnt an den Netzentwicklungsplan, Szenarien f{\"u}r den zuk{\"u}nftigen PV-Zubau und die potenzielle Entwicklung der Elektromobilit{\"a}t entworfen. Auf Basis der Ergebnisse l{\"a}sst sich eine Netzanalyse hinsichtlich Spannungs- und Stromgrenzwert{\"u}berschreitungen sowie zu deren potenziellen Auftrittszeitpunkten und Auftrittsdauern durchf{\"u}hren. Parallel wurde anhand von Sensitivit{\"a}tsanalysen untersucht, welche Wirksamkeit Flexibilit{\"a}tseins{\"a}tze an den verschiedenen Netzknoten auf den Engpass haben. Dadurch kann bestimmt werden, wie effektiv die verf{\"u}gbaren, in der Regel {\"o}rtlich gebundenen Flexibilit{\"a}tsanbieter eingesetzt werden k{\"o}nnen. Da die Sensitivit{\"a}ten arbeitspunktabh{\"a}ngig sind, wurden verschiedene Zeitpunkte im Jahresverlauf berechnet und die jeweilige {\"A}nderungen der Wirksamkeit ausgewertet. Neben der H{\"o}he der Leistungsabweichung wurde die Flexibilit{\"a}tsanforderung auch anhand der Einsatzzeitpunkte und Einsatzdauer sowie anhand der H{\"a}ufigkeit der n{\"o}tigen Flexibilit{\"a}tseins{\"a}tze charakterisiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll abgeleitet werden, inwiefern sich der flexible Einsatz der Verbrauchsanlagen in der Netzplanung verankern l{\"a}sst. Besonders relevant ist deshalb, mit welcher Verl{\"a}sslichkeit die Flexibilit{\"a}t abgerufen werden kann. Eine sehr hohe Verl{\"a}sslichkeit l{\"a}sst sich je nach Flexibilit{\"a}tsanbieter m{\"o}glicherweise nicht oder nur zu sehr hohen Preisen gew{\"a}hrleisten. Die Eignung der Flexibilit{\"a}tseins{\"a}tze wird somit sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Da eine vollst{\"a}ndige Verl{\"a}sslichkeit ohnehin nicht sichergestellt werden kann (technische St{\"o}rungen einer Anlage, Wettereinfl{\"u}sse, etc.), werden auch Fallback-Strategien, z. B. Einspeisespitzenkappung, in die Analyse einbezogen.}, language = {de} } @inproceedings{SippenauerBrueckl, author = {Sippenauer, Thomas and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Erschließung der Flexibilit{\"a}tspotenziale eines Trinkwasserversorgungssystems}, series = {ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz „Zuk{\"u}nftige Stromnetze": 2020, Berlin)}, booktitle = {ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz „Zuk{\"u}nftige Stromnetze": 2020, Berlin)}, publisher = {Conexio GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-07-5}, doi = {10.35096/othr/pub-5562}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55629}, pages = {126 -- 130}, abstract = {In Zusammenarbeit mit den Kreiswerken Cham wurde an der OTH Regensburg das Trinkwasserversorgungsgebiet mit allen relevanten Pumpen und Hochbeh{\"a}ltern nachgebildet. Mithilfe des Modells kann die aktuelle, f{\"u}llstandgesteuerte Betriebsweise unter Einhaltung der Randbedingungen (Grenzwerte der Beh{\"a}lterf{\"u}llst{\"a}nde, elektrische Verschaltung der Pumpen) simuliert werden. Daraus l{\"a}sst sich auch das gesicherte, f{\"u}r die Netzplanung geeignete Flexibilit{\"a}tspotenzial anhand der Leistungsabweichung gegen{\"u}ber dem regul{\"a}ren Fahrplan, der Einsatzdauer, dem Einsatzzeitpunkt und der Pause zwischen den Flexibilit{\"a}tsabrufen charakterisieren. In einem Feldversuch wurde vordergr{\"u}ndig untersucht, inwiefern der Einsatz von Flexibilit{\"a}t in der Trinkwasserversorgung technisch umsetzbar ist.}, language = {de} } @incollection{StrohmayerBrueckl, author = {Strohmayer, Bernhard and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Systemvergleich von Netzausbauoptionen in Niederspannungsnetzen}, series = {3. OTTI-Konferenz : zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r Erneuerbare Energien, Berlin, 26./27. Januar 2016}, booktitle = {3. OTTI-Konferenz : zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r Erneuerbare Energien, Berlin, 26./27. Januar 2016}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut (OTTI)}, isbn = {978-3-943891-63-8}, pages = {256 -- 261}, abstract = {Die Einhaltung der Spannungsbandgrenzen im Niederspannungsnetz durch die dezentrale Emspeisung von Erzeugungsanlagen ist oft der Grund f{\"u}r Netzausbaumaßnahmen. Dem Netzbetreiber stehen mittlerweile viele Losungsmaßnahmen zur Behebung des Spannungsbandproblems zur Verf{\"u}gung Innovative Konzepte wie der regelbare Ortsnetztransformator (RONT) oder Blindleistungsregelung sind bereits serienreif und werden eingesetzt. Unklarheit herrscht oft noch dar{\"u}ber, welche Maßnahmen bzw Kombinationen langfristig wirtschaftlich g{\"u}nstig sind und sich hinsichtlich der Netzplanung als vorteilhaft erweisen. Ein Forschungsprojekt an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg untersucht verschiedene L{\"o}sungsmaßnahmen systematisch, um sie wirtschaftlich, technisch und energetisch bewerten zu k{\"o}nnen. In 20 Netzen wird in diskreten Schritten die Integration von Erzeugungskapazit{\"a}t am Beispiel der PV simuliert. Der Zubau umfasst den Bereich von 0-100\% des m{\"o}glichen Dachfl{\"a}chenpotenzials. Nach jedem Zubauschritt wird die maximale Spannungsanhebung berechnet. Bei {\"U}berschreiten einer Spannungsanhebung in H{\"o}he der in [VDE, FNN Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, VDE-AR-N 4105:2011-08] verankerten drei Prozentpunkte, oder der Stromtragf{\"a}higkeitsgrenze eines Betriebsmittels erfolgt ein Netzausbau. Dabei werden die Optionen RONT, die Parallelverkabelung, drei Stufen des Einspeisemanagements (Spitzenkappung auf 85\%, 70\% und 55\%), die Blindleistungsregelung (cosφ(P)), der Zubau von zus{\"a}tzlichen Ortsnetzstationen und die Verwendung von Strangreglern untersucht. Je kleiner das Ortsnetz, desto st{\"a}rker bedingt sich die Kostenentwicklung durch die gew{\"a}hlte Prim{\"a}rmaßnahme. Klassischer Netzausbau ist in kleinen Netzen meist teurer als der Einsatz von RONT oder Strangreglern. In gr{\"o}ßeren Netzen k{\"o}nnen Parallelverkabelung oder zus{\"a}tzliche ONS zu g{\"u}nstigen Ausbaupfaden f{\"u}hren. Maßnahmen die anfangs nahezu keine Investition in Netzbetriebsmittel ben{\"o}tigen (Einspeisemanagement, Blindleistungsregelung) sind initial mit Abstand am g{\"u}nstigsten. Im Mittel g{\"u}nstiger als RONT sind anfangs auch Verkabelung und Strangregler, jedoch bei h{\"o}herer Ergebnisstreuung. Bereits nach f{\"u}nf Perioden liegen die mittleren Gegenwartswerte f{\"u}r starke Spitzenkappung, Blindleistungsregelung und zus{\"a}tzliche ONS h{\"a}ufig {\"u}ber der Maßnahme RONT. Die geringste Kostenstreuung tritt beim Einsatz von RONT auf. Mittel- und langfristig liegen die Mediane fast aller Prim{\"a}rmaßnahmen {\"u}ber den wahrscheinlich auftretenden Kosten f{\"u}r Strangregler und RONT. Bei Erschließung von zus{\"a}tzlichen 25\% des theoretisch maximalen Potenzials nach Erreichen der NAK betragen die Kosten bei RONT-Einsatz ca. 125/kWp. Parallelverkabelung verursacht rd. 45, Blindleistungsregelung rd. 55 €/kWp Mehrkosten. Bei 50\% des Ausbaupotenzials f{\"u}hren Parallelverkabelung und Blindleistungsregelung mit im Mittel 50 bzw. 75 €/kWp sogar zu noch h{\"o}heren Mehrkosten. F{\"u}r 20 GW PV-Leistung in der Niederspannung bedeutet dies {\"u}ber 1 Mrd. Zusatzkosten. RONT und Strangregler erweisen sich zudem kostenrobust gegen{\"u}ber unerwartet ausbleibendem Kapazit{\"a}tszubau. Analysen dazu und Ergebnisse f{\"u}r andere Zinss{\"a}tze und Zeitskalen befinden sich in [INA, Informationsportal: Regelbare Ortsnetztransformatoren, 2015. http://ront.info].}, language = {de} } @article{BruecklHaslbeckPortneretal., author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Haslbeck, Matthias and Portner, Olaf and Hinz, Gerhard}, title = {Kostenminimaler Netzanschluss einer 8-MW-PV-Anlage mithilfe regelbarer Ortsnetztransformatoren}, series = {Energiewirtschaftliche Tagesfragen}, volume = {64}, journal = {Energiewirtschaftliche Tagesfragen}, number = {6}, publisher = {Energiewirtschaft und Technik, Verl.-Ges.}, address = {Gr{\"a}felfing}, pages = {63 -- 65}, abstract = {Die steigende Anzahl der Erzeugungsanlagen (EZA) in den Verteilnetzen zwingt viele Verteilnetzbetreiber zum kostenintensiven Netzausbau. Dabei sind die EZA gem{\"a}ß EEG am technisch und wirtschaftlich g{\"u}nstigsten Verkn{\"u}pfungspunkt anzuschließen. Zur Bestimmung dieses Punktes ist ein Vergleich sinnvoller Netzanschlussvarianten durchzuf{\"u}hren. Regelbare Ortsnetztransformatoren (RONT) erweitern seit Kurzem die Netzanschlussm{\"o}glichkeiten, auch auf Mittelspannungsebene. Das Beispiel eines Anschlusses f{\"u}r eine 8-MW-PV-Anlage zeigt, dass der optimale Netzanschluss eine Kombination zwischen RONT, Spannungsblindleistungsregelung, Trennstellenverlagerung und Leitungsverst{\"a}rkung sein kann. In diesem Fall bemerkenswert ist, dass der RONT-Einsatz die Netzanschlusskosten um rd. 60 \% gegen{\"u}ber einer separaten Anbindung am Umspannwerk reduziert. Die Autoren beschreiben eingangs die Problematik hoher Netzausbaukosten beim Anschluss von Photovoltaik-Fl{\"a}chenanlagen. Das Vorgehen der durchgef{\"u}hrten Netzanalyse im konkreten Fall (Abb.: Grafische Darstellung des s{\"u}dlichen MS-Netzes der Stadtwerke Kehlheim mit angedeuteter Einspeiseleistung) und die 6 analysierten Netzanschlussvarianten werden beschrieben und diskutiert (Abb.: Gegen{\"u}berstellung der Investitionen der verschiedenen Netzausbauszenarien). Die oben genannte g{\"u}nstigste Anschlussvariante besteht aus folgender Kombination: Verlegung der vorhandenen Netztrennstelle zwischen zwei 20-kV-Str{\"a}nge; Verst{\"a}rkung einer bestehenden Freileitungsstrecke {\"u}ber 1 km; Einsatz von maximal 15RONT sowie Spannungsblindleistungsregelung durch die PV-Fl{\"a}chenanlage.}, language = {de} } @article{BruecklDalissonStrohmayeretal., author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Dalisson, Nils and Strohmayer, Bernhard and Haslbeck, Matthias}, title = {Spannungshaltungsmaßnahmen im Verteilungsnetz : Systemvergleich}, series = {EW : Magazin f{\"u}r die Energie-Wirtschaft}, volume = {113}, journal = {EW : Magazin f{\"u}r die Energie-Wirtschaft}, number = {6}, publisher = {VWEW-Energieverl.}, address = {Frankfurt am Main}, issn = {1619-5795}, pages = {66 -- 69}, abstract = {Verteilungsnetzbetreibern stehen mittlerweile viele Maßnahmen zur Behebung des Spannungsbandproblems zur Verf{\"u}gung. Innovative Konzepte wie der regelbare Ortsnetztransformator werden in vielen Pilotprojekten erprobt. Unklar ist jedoch noch, welche Maßnahmen beziehungsweise Kombinationen langfristig wirtschaftlich am g{\"u}nstigsten sind. Die Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg untersucht daher in einem Forschungsprojekt verschiedene Maßnahmen, um sie unter wirtschaftlichen, technischen und energetischen Gesichtspunkten bewerten zu k{\"o}nnen. Der Beitrag untersucht am Beispiel des Netzmodells eines Dorfnetzes mit zahlreichen Photovoltaikanlagen unterschiedliche Szenarien f{\"u}r die Spannungshaltung, wobei u. a. Maßnahmen wie die Parallelverkabelung, das Einspeisemanagement durch Spitzenlastkappung, die Spannungs-Blindleistungsregelung durch die Erzeugungsanlagen sowie ein RONT (regelbarer Ortsnetztransformator) betrachtet werden. Dabei zeigt sich, dass es keine Maßnahme gibt, die in allen Belangen die g{\"u}nstigste L{\"o}sung ist. Es zeichnet sich jedoch ab, dass der RONT in vielen F{\"a}llen (abh{\"a}ngig vom Durchdringungsgrad) die g{\"u}nstigste oder zumeist eine g{\"u}nstige L{\"o}sung zur Erh{\"o}hung der Netzanschlusskapazit{\"a}t darstellt.}, language = {de} } @inproceedings{KrausBrueckl, author = {Kraus, Hermann and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Concept for the Use of an Automated Network-Planning in the Distribution Grid Level with Coordination of Various Grid Expansion Measures}, series = {NEIS 2019 : Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, Hamburg 19.09.2019 - 20.09.2019}, booktitle = {NEIS 2019 : Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, Hamburg 19.09.2019 - 20.09.2019}, editor = {Schulz, Detlef}, isbn = {978-3-8007-5152-5}, pages = {161 -- 165}, abstract = {In this thesis, a concept for the automated use of network planning processes, which is part of the decision support system developed in the framework of the EU project CrossEnergy, is presented. This publication focuses on the automatic processing of input data and subsequent network modeling as well as the coordination of network extension measures for the systematic solution of static voltage and current problems. Different variants are calculated in order to be able to compare the design technologies.}, language = {en} } @misc{HaslbeckBrueckl, author = {Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Liberalisierung von Systemdienstleistungen}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien}, journal = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze f{\"u}r erneuerbare Energien}, publisher = {Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut (OTTI)}, address = {Regensburg}, isbn = {978-3-943891-34-8}, pages = {170 -- 175}, abstract = {Die Liberalisierung der Blindleistung und Schaffung von regionalen nicht ausschreibungspflichtigen Q-Beschaffungsprozessen erm{\"o}glicht vor allem k{\"u}nftig erhebliche Kostenreduktionspotenziale. Allerdings ist die Etablierung mit umfangreichen Eingriffen in den heutigen Normen- und Gesetzesrahmen verbunden. Damit diese Potenziale gehoben werden k{\"o}nnen, bedarf es einerseits der M{\"o}glichkeit der Kostenanrechnung im Rahmen der Netznutzungsentgelte, andererseits eines Anreizsystems, sinnvoll und sorgsam mit Q umzugehen. Grunds{\"a}tzlich ist vorher gr{\"u}ndlich zu untersuchen, ob und ab welchem Zeitpunkt die Liberalisierung der Blindleistung zielf{\"u}hrend ist und wie im Detail die Liberalisierung der Blindleistung auszugestalten w{\"a}re.}, language = {de} } @techreport{Brueckl, author = {Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Hemmnisse im Verteilnetzausbau und deren {\"U}berwindung}, publisher = {INA - Institut f{\"u}r Netz- und Anwendungstechnik GmbH}, address = {Waldm{\"u}nchen}, doi = {10.35096/othr/pub-6043}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-60438}, pages = {84}, abstract = {Die Bundesregierung hat ambitionierte Ausbaupfade f{\"u}r die Windenergie und Photovoltaik festgelegt. Allerdings gef{\"a}hrdet vor allem der Verteilnetzausbau und der Netzanschluss der Erneuerbare-Energien-Anlagen (EE-Anlagen) die Erreichung dieser hochgesteckten Ziele. In einem Gutachten im Auftrag der Fraktion von B{\"u}ndnis 90/DIE GR{\"U}NEN im Bayerischen Landtag identifiziert Prof. Dr.-Ing. Oliver Br{\"u}ckl die wesentlichen Hemmnisse f{\"u}r den beschleunigten Verteilnetzausbau und den Netzanschluss f{\"u}r EE-Anlagen und diskutiert L{\"o}sungsans{\"a}tze in folgenden Bereichen: Regulierungsrahmen f{\"u}r die Verteilnetzbetreiber, Genehmigungsverfahren von Netzausbauprojekten, Praxis der Netzintegration von EE-An lagen, Personalkapazit{\"a}ten, Beschaffung von Betriebsmitteln und Bau von Anlagen, Zertifizierungsprozess f{\"u}r den Netzanschluss von EE-Anlagen. Im Rahmen des Gutachtens wurden ca. 35 Interviews mit verschiedenen Stakeholdern gef{\"u}hrt: Netzbetreiber und Stadtwerke, Projektierer*innen, Herstellerindustrie, Verb{\"a}nde und Beh{\"o}rden.}, language = {de} } @inproceedings{BruecklKrpalRiepl, author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Krpal, Ondrej and Riepl, Markus}, title = {Influence of wind and solar energy on the frequency of switching operations of On-Load Tap-Changers (OLTC)}, series = {Proceedings of the 13th International Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, EPE 2012; Vol. 2}, booktitle = {Proceedings of the 13th International Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, EPE 2012; Vol. 2}, publisher = {EPE}, address = {Brno, Czech Republic}, organization = {Brno University of Technology / Faculty of Electrical Engineering and Communication Department of Electrical Power Engineering and Centre for Research and Utilization of Renewable Energy}, pages = {719 -- 722}, language = {en} } @article{SchaechingerBruecklBeckeretal., author = {Sch{\"a}chinger, J. and Br{\"u}ckl, Oliver and Becker, Mark and Lechner, Raphael}, title = {Results of the Research Project Optibiosy: Biogas plants as stabilizers of the power system?}, series = {BWK ENERGIE}, volume = {74}, journal = {BWK ENERGIE}, number = {11-12}, publisher = {VDI-Verlag}, address = {D{\"u}sseldorf}, issn = {1436-4883}, pages = {34 -- 39}, language = {en} } @misc{Rauch, type = {Master Thesis}, author = {Rauch, Johannes}, title = {Entwicklung eines Regelverfahrens f{\"u}r einen optimierten und zentralen Blindleistungsabruf zur Beeinflussung des Blindleistungshaushalts von Mittelspannungsnetzen unter Einhaltung von Netzrestriktionen}, doi = {10.35096/othr/pub-659}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-6595}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {115}, abstract = {Die Energiewende f{\"u}hrt zu neuen Herausforderungen f{\"u}r Verteilungsnetzbetreiber hinsichtlich der Er-bringung von Systemdienstleistungen, der Integration weiterer Erzeugungsanlagen und Lasten sowie der Gew{\"a}hrleistung einer hohen Versorgungssicherheit und normgerechten Spannungsqualit{\"a}t. Die De-ckung der auftretenden Blindleistungsbedarfe seitens der Netzbetriebsmittel, Verbraucher und Erzeu-gungsanlagen gewinnt durch den Wegfall der Großkraftwerke f{\"u}r Netzbetreiber zunehmend an Bedeu-tung. Das Projekt SyNErgie besch{\"a}ftigt sich diesbez{\"u}glich mit der Entwicklung neuartiger Blindleis-tungsmanagementsysteme f{\"u}r Mittelspannungsnetze. Ziel ist es, das bisher ungenutzte, freie Blindleis-tungspotential betrieblicher Kompensationsanlagen und dezentraler Erzeugungsanlagen (allgemein: Blindleistungsquellen) zu nutzen, um die Blindleistungs{\"a}nderungsf{\"a}higkeit eines Verteilungsnetzes zu erh{\"o}hen. Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung eines zentralen Blindleistungsregelsystems, bei dem Blindleistungsquellen auf Basis von „Optimal Power Flow"-Berechnungen {\"u}ber eine zentrale Recheninstanz angesteuert werden. Zum Einsatz kommt dabei ein Optimierungsalgorithmus, der auf Basis des aktuellen Netzzustandes (Spannungs- und Auslastungsreserven) und des aktuellen Blindleis-tungspotentials der Blindleistungsquellen einen bedarfsoptimalen Abruf koordiniert. Das zentrale Re-gelverfahren wird in Netzmodellen verschiedenartiger Mittelspannungsnetzgruppen und unterschiedli-cher Art und Anzahl von Blindleistungsquellen angewendet sowie im Hinblick auf variierende Zielvor-gaben und Randbedingungen evaluiert und diskutiert.}, language = {de} } @inproceedings{KrausBrueckl, author = {Kraus, Hermann and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Use and Programmatic Extension of PowerFactory for the Implementation of Automated Network Planning at the Distribution Grid Level}, series = {2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT): 16-18 Sept. 2020}, booktitle = {2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT): 16-18 Sept. 2020}, publisher = {IEEE}, doi = {10.1109/ACIT49673.2020.9208900}, pages = {731 -- 736}, abstract = {In this paper it is presented how the network calculation program PowerFactory is used to implement automated network planning algorithms. PowerFactory's internal functions and data sets are discussed and it is shown how the functions and data sets have been extended by specially developed scripts to enable the automation of network planning steps. Finally, the methodology applied to calculate grid use cases is briefly discussed.}, language = {en} } @article{HaslbeckBrueckl, author = {Haslbeck, Matthias and Br{\"u}ckl, Oliver}, title = {Netzplanung Mittelspannungsnetze: Abbildung eines innovativen Blindleistungsmanagements, Teil 1 und 2}, series = {ew - Magazin f{\"u}r die Energiewirtschaft}, journal = {ew - Magazin f{\"u}r die Energiewirtschaft}, number = {7-8 und 9}, pages = {36 -- 39}, language = {de} } @article{KoderSchwanzerZacherletal., author = {Koder, Alexander and Schwanzer, Peter and Zacherl, Florian and Rabl, Hans-Peter and Mayer, Wolfgang and Gruber, Georg and Dotzer, Thomas}, title = {Combustion and emission characteristics of a 2.2L common-rail diesel engine fueled with jatropha oil, soybean oil, and diesel fuel at various EGR-rates}, series = {Fuel}, volume = {228}, journal = {Fuel}, number = {September}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.fuel.2018.04.147}, pages = {23 -- 29}, abstract = {To investigate the combustion and emission behavior of straight vegetable oils (SVO), jatropha oil, soybean oil, and diesel fuel were tested. For this research, a 2.2L common-rail engine with a two-stage turbocharging concept was equipped with a cylinder pressure indication system, an exhaust-gas analyzer, an AVL Micro Soot sensor and a Scanning Mobility Particle Sizer 3936 (SMPS) device to detect the particle-size-distribution (PSD). At a low and mid-load engine-operating point (EOP), the thermodynamic and emissions were investigated under various exhaust gas recirculation (EGR) rates with respect to the PSD. Moreover, the injection behavior of the three test fuels was analyzed separately using an injection rate analyzer. This procedure facilitates the thermodynamic investigations of the engine process and allows the calculation of the hydraulic delay (HD) as well as the ignition delay (ID). The ID of the SVO fuels compared to diesel fuel was found to be lower at all engine-operating modes, while jatropha oil always showed the shortest ID. In the particulate-nitrogen oxide (NOX) trade-off, the SVO fuels showed higher particulate matter (PM) emissions at the low-load EOP, whereas the PM emissions of diesel fuel overtop the SVO fuels at a higher engine load. With increased EGR-rates, a rise in the particle size was observed for all fuels. At the low-load EOP, the SVO fuels showed larger particles for high EGR-rates. This effect also changed by increasing the engine-load to the mid-load EOP, wherein the particle size of the diesel fuel emissions is higher by applying elevated EGR-rates.}, language = {en} } @inproceedings{KoderZacherlRabletal., author = {Koder, Alexander and Zacherl, Florian and Rabl, Hans-Peter and Mayer, Wolfgang and Gruber, Georg and Dotzer, Thomas}, title = {Jatropha Oil as an Alternative Fuel for Modern Diesel Engines - Injection Characteristics and EGR-Compatibility}, series = {WCX 17: SAE World Congress 2017}, booktitle = {WCX 17: SAE World Congress 2017}, publisher = {SAE International}, doi = {10.4271/2017-01-5000}, abstract = {An effective way to reduce greenhouse gas emissions (GHGs) is to use rurally produced straight jatropha oil as a substitute for diesel fuel. However, the different physical and chemical properties of straight vegetable oils (SVOs) require a customized setup of the combustion engine, particularly of the injection timing and quantity. Therefore, this study demonstrates the differences in the injection and combustion processes of jatropha oil compared to diesel fuel, particularly in terms of its compatibility with exhaust gas recirculation (EGR). A 2.2 l common-rail diesel engine with a two-stage turbocharging concept was used for testing. To examine the differences in injection rate shaping of diesel fuel and jatropha oil, the injector was tested with an injection rate analyzer using both the fuels. To investigate the combustion process, the engine was mounted at an engine test bench and equipped with a cylinder pressure indication system. All limited emissions, as well as fuel consumption, were measured. Various injection strategies, boost and rail pressure levels were tested at different EGR rates in terms of their impact on the combustion process. EGR in particular offers a great potential in the case of jatropha oil combustion due to its oxygen content. In addition, the investigation of injection rate shaping in combination with cylinder pressure analysis allowed a detailed thermodynamic evaluation of the combustion process. Ignition delay (ID) was also analyzed using a new method to calculate the start of combustion (SOC)}, language = {en} } @article{WalterSchwanzerSteineretal., author = {Walter, Stefanie and Schwanzer, Peter and Steiner, Carsten and Hagen, Gunter and Rabl, Hans-Peter and Dietrich, Markus and Moos, Ralf}, title = {Mixing Rules for an Exact Determination of the Dielectric Properties of Engine Soot Using the Microwave Cavity Perturbation Method and Its Application in Gasoline Particulate Filters}, series = {Sensors}, volume = {22}, journal = {Sensors}, number = {9}, publisher = {MDPI}, address = {Basel}, doi = {10.3390/s22093311}, pages = {1 -- 17}, abstract = {In recent years, particulate filters have become mandatory in almost all gasoline-powered vehicles to comply with emission standards regarding particulate number. In contrast to diesel applications, monitoring gasoline particulate filters (GPFs) by differential pressure sensors is challenging due to lower soot masses to be deposited in the GPFs. A different approach to determine the soot loading of GPFs is a radio frequency-based sensor (RF sensor). To facilitate sensor development, in previous work, a simulation model was created to determine the RF signal at arbitrary engine operating points. To ensure accuracy, the exact dielectric properties of the soot need to be known. This work has shown how small samples of soot-loaded filter are sufficient to determine the dielectric properties of soot itself using the microwave cavity perturbation method. For this purpose, mixing rules were determined through simulation and measurement, allowing the air and substrate fraction of the sample to be considered. Due to the different geometry of filter substrates compared to crushed soot samples, a different mixing rule had to be derived to calculate the effective filter properties required for the simulation model. The accuracy of the determined mixing rules and the underlying simulation model could be verified by comparative measurements on an engine test bench.}, language = {en} } @incollection{SternerEckertHenningetal., author = {Sterner, Michael and Eckert, Fabian and Henning, Hans-Martin and Trost, Tobias}, title = {Storage Demand in the Transport and Chemical Sector}, series = {Handbook of Energy Storage}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_5}, pages = {165 -- 188}, abstract = {In the transport sector, energy transition is still in its beginnings: shares of renewable fuels are at 5\% and are, with the exception of a small percentage in electrical rail transport, almost entirely restricted to biofuel. The transport sector, i.e., road, air, shipping, and rail traffic, consumes around 30\% of all final energy in Germany and its dependency of over 90\% on petroleum is still very high. As a result, its shares in greenhouse gas emissions are at 20\%. The necessary structural change in mobility, based on energy transition, is closely linked to the question of operating energy and of energy storage also. Aside from vehicles directly powered by wind or solar energy, mobility without storage is not possible: fuel tanks in cars, gas stations, and airplanes are omnipresent. The focus of the considerations on storage demand in the transport sector is on the question of how these storages can be used with renewable energies via bio and synthetic fuels, and on the question of how much storage is necessary for these new drive technologies, such as e-mobility. Before this, mobility needs today and in future need to be examined. In the chemical sector, the situation is very much alike: there is a great dependency on fossil resources, and decarbonization is inevitable to achieve ambitious climate goals. The structural change to convert and store renewable electricity as primary energy via power-to-X (PtX) represents a storage demand. First estimates will conclude this chapter.}, language = {en} } @incollection{SternerBreuerDreesetal., author = {Sterner, Michael and Breuer, Christopher and Drees, Tim and Eckert, Fabian and Maaz, Andreas and Pape, Carsten and Rotering, Niklas and Thema, Martin}, title = {Storage Demand in Power Supply}, series = {Handbook of Energy Storage}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_3}, pages = {51 -- 136}, abstract = {Energy storage systems (in the past as well as today) are one significant part in the energy supply. The following three chapters describe how storage demand will develop in the future for the electricity, heat, and traffic sectors, as well as for non-energetic consumption of fossil resources (the chemical industry). Chapter 3, the core of this section on storage demand, makes clear how and why the electricity sector is the nucleus of the energy supply of all sectors and why it creates essential bridges between electricity, heat, and transport sectors, as well as with the chemical industry. If planned electricity network expansion takes place and flexibilities in generation and consumption are fully exploited, the demand for electricity storage, according to present estimates, will only reach a significant scale at 60-80\% shares of renewable energy in the power supply. Network expansion has a great impact on the storage demand, as well as flexible power generation in power plants, combined heat and power (CHP), and flexible consumption via demand-side management (DSM). Four studies in the context of storage demand and the role of energy storage systems for flexibility are comprehensively addressed. The authors and the co-authors were themselves participants in these studies, which will be complemented by ongoing research. A meta-study summary of the main results is shown in Abschn. 3.7, and these results are compared with seven further studies.}, language = {en} } @incollection{SternerEckertGerhardtetal., author = {Sterner, Michael and Eckert, Fabian and Gerhardt, Norman and Henning, Hans-Martin and Palzer, Andreas}, title = {Heating Supply Storage Requirements}, series = {Handbook of Energy Storage}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_4}, pages = {137 -- 163}, abstract = {Unlike the electricity sector, heating and cooling storage requirements have attracted little public attention. This is because these storage requirements have generally already been met, and will not change significantly in the future. In the electricity sector by contrast, there will be a significant shift from primary energy storage to electricity and final energy storage. Both sectors have remarkably high storage requirements. Almost all households have thermal buffers. The same is true of renewable energy heating systems such as pellet heating, geothermal, or solar-thermal systems. Some households with liquid gas or oil heating even have two storage units: a fuel tank and a thermal buffer. Exceptions include heating systems with upstream storage such as district heating or gas storage. In the future, integration of the electricity and heating sectors by combined heat and power (CHP) generation, heat pumps, power-to-heat (PtH), and power-to-gas (PtG) will facilitate the use of renewable energy, and lead to a paradigm shift. Relying on results from various studies, this chapter examines the development of heating supply in Germany and the resulting thermal storage requirements. The chapter's later sections provide surplus and storage potential estimates. Cooling requirements are included as 'process cooling' under 'process heat', and as 'air-conditioning' over 'room heating'. It is primarily integrated into electricity demand.}, language = {en} } @incollection{SternerStadlerEckertetal., author = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo and Eckert, Fabian and Gerhardt, Norman and von Olshausen, Christian and Thema, Martin and Trost, Tobias}, title = {Storage Integration for Coupling Different Energy Sectors}, series = {Handbook of Energy Storage}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_14}, pages = {757 -- 803}, abstract = {Electricity is becoming the primary source of energy, a trend that is particularly apparent through the coupling of the electricity sector with other energy sectors. In addition to the established links between the electricity and heating sectors using combined heat and power (CHP), which is supplemented by electric heat-pumps and power-to-heat (PtH), other new links are also emerging. These links are manifesting in the form of electro-mobility and electric fuels in the electricity and transport sectors; and in the electricity and gas sector they are appearing in the form of power-to-gas (PtG). The production of basic chemical materials such as methanol or polymers using electrical energy, water, and CO2 will also play a role in the future. However, the latter will not be dealt with explicitly here. Instead we will consider in detail other aspects of electricity as a primary energy source and its integration and application for energy storage.}, language = {en} } @incollection{SternerStadlerEckertetal., author = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo and Eckert, Fabian and Thema, Martin}, title = {Storage Integration in Individual Energy Sectors}, series = {Handbook of Energy Storage}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_13}, pages = {675 -- 755}, abstract = {How is energy storage integrated and currently implemented in the electricity supply, heating supply, and mobility sectors? This chapter provides both theoretical and practical answers to that question. The chapter focuses on the integration of renewable energy. Cross-sectoral energy storage systems that link the electricity, heating, and mobility sectors are discussed in Kap. 14. This chapter focuses on storage integration in the electricity sector. After considering stand-alone networks, the chapter uses practical examples to analyze the various storage applications in the European network. The chapter concludes with a discussion of storage integration in the heating and transportation sectors.}, language = {en} } @article{ThemaSternerLencketal., author = {Thema, Martin and Sterner, Michael and Lenck, Thorsten and G{\"o}tz, Philipp}, title = {Necessity and Impact of Power-to-gas on Energy Transition in Germany}, series = {Energy Procedia}, volume = {99}, journal = {Energy Procedia}, publisher = {Elsevier}, doi = {10.1016/j.egypro.2016.10.129}, pages = {392 -- 400}, abstract = {The present paper gives an outlook on a bandwidth of required installed power-to-gas capacity in the German power sector fed by 100\% renewable generation until 2050. Two scenarios were simulated to quantify cost effects of power-to-gas on the electricity system: once with, once without additional short-term flexibility options to a system using fossil natural gas as sole flexibility option instead. As a result, at latest in 2035, power-to-gas capacity expansion has to take place to reach required installed capacities of up to 89-134 GW in 2050. Application of power-to-gas as long-term flexibility leads to cost savings of up to 11,7-19 bn Euro enabling a fully renewable system in 2050.}, language = {en} } @incollection{SternerThema, author = {Sterner, Michael and Thema, Martin}, title = {Comparison of Storage Systems}, series = {Handbook of Energy Storage}, volume = {6}, booktitle = {Handbook of Energy Storage}, editor = {Sterner, Michael and Stadler, Ingo}, publisher = {Springer}, address = {Berlin, Heidelberg}, isbn = {978-3-662-55503-3}, doi = {10.1007/978-3-662-55504-0_12}, pages = {637 -- 672}, abstract = {There are several approaches to classifying energy storage systems (see Chaps. 1 and 2). Storage systems are used in a large number of different technologies at various stages of development, and in a wide range of application areas (see Chaps. 3 to 5). This chapter compares the capabilities of the different storage systems using the following criteria:This comparison of storage systems also provides a convenient overview of the various storage systems and their capabilities.}, language = {en} } @misc{SternerHeberl, author = {Sterner, Michael and Heberl, Michael}, title = {The ORBIT-Project: Biological methanation in a trickle-bed reactor - key results and next steps}, series = {5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t, 28.05.2021}, journal = {5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t, 28.05.2021}, organization = {Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t Erlangen-N{\"u}rnberg / Lehrstuhl f{\"u}r Energieverfahrenstechnik}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Wie wird Deutschland klimaneutral? Neue L{\"o}sungen f{\"u}r erneuerbare Energieerzeugung}, series = {Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, M{\"u}nchen, 19.11.2021}, journal = {Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, M{\"u}nchen, 19.11.2021}, address = {M{\"u}nchen}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Strom - W{\"a}rme - Verkehr - Industrie: das Zusammenspiel der Sektoren {\"u}ber Power-to-X}, series = {Deutscher Ingenieurtag 2021, D{\"u}sseldorf 20. Mai 2021}, journal = {Deutscher Ingenieurtag 2021, D{\"u}sseldorf 20. Mai 2021}, publisher = {VDI-Verlag}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-X for Europes Energy Transformation - Booster H2Global}, series = {Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021}, journal = {Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Sektorenkopplung mit Solarstrom: Theorie und Praxis}, series = {17. Nationale Photovoltaik-Tagung, Kursaal Bern, Schweiz 26.03.2019}, journal = {17. Nationale Photovoltaik-Tagung, Kursaal Bern, Schweiz 26.03.2019}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Technologieausblick Solarstromspeicher}, series = {Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz}, journal = {Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Ohne Speicher, Wasserstoff und Power-to-X keine Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie - M{\"o}glichkeiten und Notwendigkeit der integrierten Sektorenkopplung}, series = {CIGRE/CIRED Informationsveranstaltung 2020, Leipzig, 13.10.2020}, journal = {CIGRE/CIRED Informationsveranstaltung 2020, Leipzig, 13.10.2020}, language = {de} } @misc{SternerThema, author = {Sterner, Michael and Thema, Martin}, title = {Technologies status and perspectives of Power-to-Gas in connection with seasonal underground storage}, series = {European Workshop on Underground Energy Storage, Paris 07.11.2019}, journal = {European Workshop on Underground Energy Storage, Paris 07.11.2019}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-Gas technologies in the energy sector and their role in the fight against climate change}, series = {Hungarian Power-to-Gas REKK Forum, Budapest Corvinus University, 12.02.2020}, journal = {Hungarian Power-to-Gas REKK Forum, Budapest Corvinus University, 12.02.2020}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Megathema Wasserstoff: Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland}, series = {IRES Symposium, Berlin 18.11.2020}, journal = {IRES Symposium, Berlin 18.11.2020}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Die Rolle von Wasserstoff in allen Sektoren}, series = {Sektoren{\"u}bergreifende Erkenntnisse zu PtX Fachforum "Wasserstoff Technologie, Prozesssicherheit und Regionalentwicklung", Kurt-Schwabe-Institut f{\"u}r Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V.) Meinsberg, 23.9.2020}, journal = {Sektoren{\"u}bergreifende Erkenntnisse zu PtX Fachforum "Wasserstoff Technologie, Prozesssicherheit und Regionalentwicklung", Kurt-Schwabe-Institut f{\"u}r Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V.) Meinsberg, 23.9.2020}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland}, series = {Hydrogen Dialogue H2.Bayern, 18.11.2020, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t}, journal = {Hydrogen Dialogue H2.Bayern, 18.11.2020, N{\"u}rnberg Friedrich-Alexander-Universit{\"a}t}, language = {de} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {The role of green H 2 + Power-to-X in the German Energy Transition}, series = {First Brazilian-German Green Hydrogen Congress, Brasilia 06.10.2020}, journal = {First Brazilian-German Green Hydrogen Congress, Brasilia 06.10.2020}, language = {en} } @misc{Sterner, author = {Sterner, Michael}, title = {Bedeutung des Klimaschutzes f{\"u}r die Wirtschaft in Ostbayern}, series = {Veranstaltungsreihe der Freunde der OTH Regensburg e. V., Regensburg, Regensburg 25.11.2020}, journal = {Veranstaltungsreihe der Freunde der OTH Regensburg e. V., Regensburg, Regensburg 25.11.2020}, language = {de} }