TY - CHAP A1 - Berling, Andreas A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Interpretation und Relevanz verschiedener Blindleistungsarten für die Modellierung von Niederspannungsnetzen in der Netzplanung T2 - Tagungsband der Fachtagung "Zukünftige Stromnetze für erneuerbare Energien" am 30./31. Januar 2018 in Berlin Y1 - 2018 UR - https://www.fenes.net/wp-content/uploads/2019/03/SyNErgie_Paper_2018_Berling_Blindleistungsarten.pdf ER - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Klitsman, Maksym A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Entwicklung von Methoden zur Prognose der Blindleistungsbilanz von Mittelspannungsnetzen zur Steuerungeines dezentralen Blindleistungsabrufs T2 - Tagungsband der Fachtagung Zukünftige Stromnetze 2019, Berlin Y1 - 2019 UR - https://www.fenes.net/wp-content/uploads/2019/03/SyNErgie_Paper_2018_Rauch_Blindleistungsprognose.pdf SP - 524 EP - 535 ER - TY - CHAP A1 - Brückl, Oliver A1 - Wildfeuer, M. A1 - Schächinger, J. T1 - Systemdienstleistungen durch Biogasanlagen T2 - Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt KW - Biogasanlage Y1 - 2021 SN - 978-3-945088-83-8 SP - 92 EP - 101 CY - Darmstadt ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver A1 - Henneke, Markus T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021 N2 - Die Energiewende führt zu einem steigenden Zubau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Verteilungsnetz. Ebenso ist mit einem verstärkten Zuwachs der Elektromobilität zu rechnen, der zu einer weiteren Ausreizung der zulässigen Spannungsbereiche und Leitungsauslastungen beitragen kann. Um die Aufnahmefähigkeit des Verteilungsnetzes zu erhöhen, wurden in der Vergangenheit verschiedene Lösungen entwickelt und etabliert. Ein zusätzlicher Baustein zur Behebung von Netzengpässen und Spannungsproblemen sind zeitliche Verlagerungen von Einspeisungen und Verbrauchslasten in der Mittelspannungsebene. Diese sogenannten Flexibilitätsmaßnahmen sind derzeit noch nicht Stand der Technik. Um einen hohen Nutzen stiften zu können, indem sie zu einer effizienten Einsparung an Asset beitragen, müssen sie in der Netzplanung abbildbar gemacht werden. Dazu sind einerseits geeignete technische und zuverlässigkeitstheoretische Anforderungen an die Flexibilitätsmaßnahmen herauszuarbeiten, um eine möglichst hohe Gesamteffizienz bei Netz- und Anlagenbetreibern zu erzielen und andererseits ein Verfahren zu finden, mit dem Manipulationsmöglichkeiten (INC-DEC-Gaming) ausgeschlossen bzw. geringgehalten werden können. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Manipulationsrisiken KW - Feldversuch Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55632 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 79 EP - 92 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz Zukünftige Stromnetze: 29.-30. Januar 2020, Berlin) N2 - Im Rahmen des Projektes C/sells wurden mehrere Mittelspannungsnetze modelliert, um die aktuellen Spannungsverhältnisse und Leitungsauslastungen nachbilden zu können. Zudem wurden, angelehnt an den Netzentwicklungsplan, Szenarien für den zukünftigen PV-Zubau und die potenzielle Entwicklung der Elektromobilität entworfen. Auf Basis der Ergebnisse lässt sich eine Netzanalyse hinsichtlich Spannungs- und Stromgrenzwertüberschreitungen sowie zu deren potenziellen Auftrittszeitpunkten und Auftrittsdauern durchführen. Parallel wurde anhand von Sensitivitätsanalysen untersucht, welche Wirksamkeit Flexibilitätseinsätze an den verschiedenen Netzknoten auf den Engpass haben. Dadurch kann bestimmt werden, wie effektiv die verfügbaren, in der Regel örtlich gebundenen Flexibilitätsanbieter eingesetzt werden können. Da die Sensitivitäten arbeitspunktabhängig sind, wurden verschiedene Zeitpunkte im Jahresverlauf berechnet und die jeweilige Änderungen der Wirksamkeit ausgewertet. Neben der Höhe der Leistungsabweichung wurde die Flexibilitätsanforderung auch anhand der Einsatzzeitpunkte und Einsatzdauer sowie anhand der Häufigkeit der nötigen Flexibilitätseinsätze charakterisiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll abgeleitet werden, inwiefern sich der flexible Einsatz der Verbrauchsanlagen in der Netzplanung verankern lässt. Besonders relevant ist deshalb, mit welcher Verlässlichkeit die Flexibilität abgerufen werden kann. Eine sehr hohe Verlässlichkeit lässt sich je nach Flexibilitätsanbieter möglicherweise nicht oder nur zu sehr hohen Preisen gewährleisten. Die Eignung der Flexibilitätseinsätze wird somit sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Da eine vollständige Verlässlichkeit ohnehin nicht sichergestellt werden kann (technische Störungen einer Anlage, Wettereinflüsse, etc.), werden auch Fallback-Strategien, z. B. Einspeisespitzenkappung, in die Analyse einbezogen. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Netzanalyse Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55592 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 77 EP - 81 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Erschließung der Flexibilitätspotenziale eines Trinkwasserversorgungssystems T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz „Zukünftige Stromnetze“: 2020, Berlin) N2 - In Zusammenarbeit mit den Kreiswerken Cham wurde an der OTH Regensburg das Trinkwasserversorgungsgebiet mit allen relevanten Pumpen und Hochbehältern nachgebildet. Mithilfe des Modells kann die aktuelle, füllstandgesteuerte Betriebsweise unter Einhaltung der Randbedingungen (Grenzwerte der Behälterfüllstände, elektrische Verschaltung der Pumpen) simuliert werden. Daraus lässt sich auch das gesicherte, für die Netzplanung geeignete Flexibilitätspotenzial anhand der Leistungsabweichung gegenüber dem regulären Fahrplan, der Einsatzdauer, dem Einsatzzeitpunkt und der Pause zwischen den Flexibilitätsabrufen charakterisieren. In einem Feldversuch wurde vordergründig untersucht, inwiefern der Einsatz von Flexibilität in der Trinkwasserversorgung technisch umsetzbar ist. KW - Netzplanung KW - Flexibilitätspotenzial KW - Trinkwasserversorgung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55629 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 126 EP - 130 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Strohmayer, Bernhard A1 - Brückl, Oliver T1 - Systemvergleich von Netzausbauoptionen in Niederspannungsnetzen T2 - 3. OTTI-Konferenz : zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien, Berlin, 26./27. Januar 2016 N2 - Die Einhaltung der Spannungsbandgrenzen im Niederspannungsnetz durch die dezentrale Emspeisung von Erzeugungsanlagen ist oft der Grund für Netzausbaumaßnahmen. Dem Netzbetreiber stehen mittlerweile viele Losungsmaßnahmen zur Behebung des Spannungsbandproblems zur Verfügung Innovative Konzepte wie der regelbare Ortsnetztransformator (RONT) oder Blindleistungsregelung sind bereits serienreif und werden eingesetzt. Unklarheit herrscht oft noch darüber, welche Maßnahmen bzw Kombinationen langfristig wirtschaftlich günstig sind und sich hinsichtlich der Netzplanung als vorteilhaft erweisen. Ein Forschungsprojekt an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg untersucht verschiedene Lösungsmaßnahmen systematisch, um sie wirtschaftlich, technisch und energetisch bewerten zu können. In 20 Netzen wird in diskreten Schritten die Integration von Erzeugungskapazität am Beispiel der PV simuliert. Der Zubau umfasst den Bereich von 0-100% des möglichen Dachflächenpotenzials. Nach jedem Zubauschritt wird die maximale Spannungsanhebung berechnet. Bei Überschreiten einer Spannungsanhebung in Höhe der in [VDE, FNN Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, VDE-AR-N 4105:2011-08] verankerten drei Prozentpunkte, oder der Stromtragfähigkeitsgrenze 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 zusätzlichen Ortsnetzstationen und die Verwendung von Strangreglern untersucht. Je kleiner das Ortsnetz, desto stärker bedingt sich die Kostenentwicklung durch die gewählte Primärmaßnahme. Klassischer Netzausbau ist in kleinen Netzen meist teurer als der Einsatz von RONT oder Strangreglern. In größeren Netzen können Parallelverkabelung oder zusätzliche ONS zu günstigen Ausbaupfaden führen. Maßnahmen die anfangs nahezu keine Investition in Netzbetriebsmittel benötigen (Einspeisemanagement, Blindleistungsregelung) sind initial mit Abstand am günstigsten. Im Mittel günstiger als RONT sind anfangs auch Verkabelung und Strangregler, jedoch bei höherer Ergebnisstreuung. Bereits nach fünf Perioden liegen die mittleren Gegenwartswerte für starke Spitzenkappung, Blindleistungsregelung und zusätzliche ONS häufig über der Maßnahme RONT. Die geringste Kostenstreuung tritt beim Einsatz von RONT auf. Mittel- und langfristig liegen die Mediane fast aller Primärmaßnahmen über den wahrscheinlich auftretenden Kosten für Strangregler und RONT. Bei Erschließung von zusätzlichen 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 führen Parallelverkabelung und Blindleistungsregelung mit im Mittel 50 bzw. 75 €/kWp sogar zu noch höheren Mehrkosten. Für 20 GW PV-Leistung in der Niederspannung bedeutet dies über 1 Mrd. Zusatzkosten. RONT und Strangregler erweisen sich zudem kostenrobust gegenüber unerwartet ausbleibendem Kapazitätszubau. Analysen dazu und Ergebnisse für andere Zinssätze und Zeitskalen befinden sich in [INA, Informationsportal: Regelbare Ortsnetztransformatoren, 2015. http://ront.info]. KW - Blindleistungsregelung KW - Netzausbau KW - Netzbetreiber KW - Netzmittel KW - Netzplanung KW - Netztransformator KW - Niederspannung KW - Niederspannungsnetz KW - Spannungsanhebung KW - Stromtragfähigkeit KW - Systemvergleich KW - Verkabelung Y1 - 2016 SN - 978-3-943891-63-8 SP - 256 EP - 261 CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Brückl, Oliver A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Portner, Olaf A1 - Hinz, Gerhard T1 - Kostenminimaler Netzanschluss einer 8-MW-PV-Anlage mithilfe regelbarer Ortsnetztransformatoren JF - Energiewirtschaftliche Tagesfragen N2 - Die steigende Anzahl der Erzeugungsanlagen (EZA) in den Verteilnetzen zwingt viele Verteilnetzbetreiber zum kostenintensiven Netzausbau. Dabei sind die EZA gemäß EEG am technisch und wirtschaftlich günstigsten Verknüpfungspunkt anzuschließen. Zur Bestimmung dieses Punktes ist ein Vergleich sinnvoller Netzanschlussvarianten durchzuführen. Regelbare Ortsnetztransformatoren (RONT) erweitern seit Kurzem die Netzanschlussmöglichkeiten, auch auf Mittelspannungsebene. Das Beispiel eines Anschlusses für eine 8-MW-PV-Anlage zeigt, dass der optimale Netzanschluss eine Kombination zwischen RONT, Spannungsblindleistungsregelung, Trennstellenverlagerung und Leitungsverstärkung sein kann. In diesem Fall bemerkenswert ist, dass der RONT-Einsatz die Netzanschlusskosten um rd. 60 % gegenüber einer separaten Anbindung am Umspannwerk reduziert. Die Autoren beschreiben eingangs die Problematik hoher Netzausbaukosten beim Anschluss von Photovoltaik-Flächenanlagen. Das Vorgehen der durchgeführten Netzanalyse im konkreten Fall (Abb.: Grafische Darstellung des südlichen MS-Netzes der Stadtwerke Kehlheim mit angedeuteter Einspeiseleistung) und die 6 analysierten Netzanschlussvarianten werden beschrieben und diskutiert (Abb.: Gegenüberstellung der Investitionen der verschiedenen Netzausbauszenarien). Die oben genannte günstigste Anschlussvariante besteht aus folgender Kombination: Verlegung der vorhandenen Netztrennstelle zwischen zwei 20-kV-Stränge; Verstärkung einer bestehenden Freileitungsstrecke über 1 km; Einsatz von maximal 15RONT sowie Spannungsblindleistungsregelung durch die PV-Flächenanlage. KW - Blindleistungsregelung KW - elektrische Energieverteilung KW - Investitionskosten KW - Kostenanalyse KW - Mittelspannung (elektrisch) KW - Netzanschluss KW - Netztransformator KW - Ortsnetz (Energie) KW - Photovoltaikanlage KW - Szenarioanalyse KW - Wirtschaftlichkeitsrechnung Y1 - 2014 VL - 64 IS - 6 SP - 63 EP - 65 PB - Energiewirtschaft und Technik, Verl.-Ges. CY - Gräfelfing ER - TY - JOUR A1 - Brückl, Oliver A1 - Dalisson, Nils A1 - Strohmayer, Bernhard A1 - Haslbeck, Matthias T1 - Spannungshaltungsmaßnahmen im Verteilungsnetz : Systemvergleich JF - EW : Magazin für die Energie-Wirtschaft N2 - Verteilungsnetzbetreibern stehen mittlerweile viele Maßnahmen zur Behebung des Spannungsbandproblems zur Verfügung. Innovative Konzepte wie der regelbare Ortsnetztransformator werden in vielen Pilotprojekten erprobt. Unklar ist jedoch noch, welche Maßnahmen beziehungsweise Kombinationen langfristig wirtschaftlich am günstigsten sind. Die Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg untersucht daher in einem Forschungsprojekt verschiedene Maßnahmen, um sie unter wirtschaftlichen, technischen und energetischen Gesichtspunkten bewerten zu können. Der Beitrag untersucht am Beispiel des Netzmodells eines Dorfnetzes mit zahlreichen Photovoltaikanlagen unterschiedliche Szenarien für 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 günstigste Lösung ist. Es zeichnet sich jedoch ab, dass der RONT in vielen Fällen (abhängig vom Durchdringungsgrad) die günstigste oder zumeist eine günstige Lösung zur Erhöhung der Netzanschlusskapazität darstellt. KW - Blindleistungsregelung KW - dezentrale Stromerzeugung KW - Einspeisung KW - Energienetzplanung KW - Netzmodell KW - Netzstabilität (Energienetz) KW - Ortsnetz (Energie) KW - Photovoltaik KW - Regeltransformator KW - Spannungsregelung KW - Vergleichsuntersuchung Y1 - 2014 UR - https://emagazin.ew-magazin.de/de/profiles/a21024e15cd4/editions/fc50e368dae3fad315dd SN - 1619-5795 VL - 113 IS - 6 SP - 66 EP - 69 PB - VWEW-Energieverl. CY - Frankfurt am Main ER - TY - CHAP A1 - Kraus, Hermann A1 - Brückl, Oliver ED - Schulz, Detlef T1 - Concept for the Use of an Automated Network-Planning in the Distribution Grid Level with Coordination of Various Grid Expansion Measures T2 - NEIS 2019 : Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, Hamburg 19.09.2019 - 20.09.2019 N2 - 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. KW - Eingabedaten KW - Entscheidungsunterstützungssystem KW - Konstruktionstechnik KW - Netzausbau KW - Netzmodell KW - Spannung (elektrisch) Y1 - 2019 UR - http://www.vde-verlag.de/proceedings-de/565152022.html SN - 978-3-8007-5152-5 SP - 161 EP - 165 ER - TY - GEN A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Liberalisierung von Systemdienstleistungen T2 - Zukünftige Stromnetze für erneuerbare Energien N2 - Die Liberalisierung der Blindleistung und Schaffung von regionalen nicht ausschreibungspflichtigen Q-Beschaffungsprozessen ermöglicht vor allem künftig erhebliche Kostenreduktionspotenziale. Allerdings ist die Etablierung mit umfangreichen Eingriffen in den heutigen Normen- und Gesetzesrahmen verbunden. Damit diese Potenziale gehoben werden können, bedarf es einerseits der Möglichkeit der Kostenanrechnung im Rahmen der Netznutzungsentgelte, andererseits eines Anreizsystems, sinnvoll und sorgsam mit Q umzugehen. Grundsätzlich ist vorher gründlich zu untersuchen, ob und ab welchem Zeitpunkt die Liberalisierung der Blindleistung zielführend ist und wie im Detail die Liberalisierung der Blindleistung auszugestalten wäre. KW - Blindleistung KW - Deregulierung KW - Energiewende KW - Kostenreduktion KW - Netzmanagement KW - Netz-Management KW - Privatisierung KW - Stromerzeugung KW - Stromversorgung KW - Wettbewerb KW - Wiederaufbau KW - Wirkleistung Y1 - 2014 SN - 978-3-943891-34-8 SP - 170 EP - 175 PB - Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut (OTTI) CY - Regensburg ER - TY - RPRT A1 - Brückl, Oliver T1 - Hemmnisse im Verteilnetzausbau und deren Überwindung N2 - Die Bundesregierung hat ambitionierte Ausbaupfade für die Windenergie und Photovoltaik festgelegt. Allerdings gefährdet 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 Bündnis 90/DIE GRÜNEN im Bayerischen Landtag identifiziert Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl die wesentlichen Hemmnisse für den beschleunigten Verteilnetzausbau und den Netzanschluss für EE-Anlagen und diskutiert Lösungsansätze in folgenden Bereichen: Regulierungsrahmen für die Verteilnetzbetreiber, Genehmigungsverfahren von Netzausbauprojekten, Praxis der Netzintegration von EE-An lagen, Personalkapazitäten, Beschaffung von Betriebsmitteln und Bau von Anlagen, Zertifizierungsprozess für den Netzanschluss von EE-Anlagen. Im Rahmen des Gutachtens wurden ca. 35 Interviews mit verschiedenen Stakeholdern geführt: Netzbetreiber und Stadtwerke, Projektierer*innen, Herstellerindustrie, Verbände und Behörden. KW - Netzausbau KW - Netzintegration Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-60438 PB - INA – Institut für Netz- und Anwendungstechnik GmbH CY - Waldmünchen ER - TY - CHAP A1 - Brückl, Oliver A1 - Krpal, Ondrej A1 - Riepl, Markus T1 - Influence of wind and solar energy on the frequency of switching operations of On-Load Tap-Changers (OLTC) BT - Electric Power Engineering T2 - Proceedings of the 13th International Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, EPE 2012; Vol. 2 Y1 - 2012 SP - 719 EP - 722 PB - EPE CY - Brno, Czech Republic ER - TY - JOUR A1 - Schächinger, J. A1 - Brückl, Oliver A1 - Becker, Mark A1 - Lechner, Raphael T1 - Results of the Research Project Optibiosy: Biogas plants as stabilizers of the power system? JF - BWK ENERGIE T2 - Biogasanlagen als Stabilisatoren des Stromsystems? Y1 - 2022 SN - 1436-4883 VL - 74 IS - 11-12 SP - 34 EP - 39 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ER - TY - THES A1 - Rauch, Johannes T1 - Entwicklung eines Regelverfahrens für einen optimierten und zentralen Blindleistungsabruf zur Beeinflussung des Blindleistungshaushalts von Mittelspannungsnetzen unter Einhaltung von Netzrestriktionen N2 - Die Energiewende führt zu neuen Herausforderungen für Verteilungsnetzbetreiber hinsichtlich der Er-bringung von Systemdienstleistungen, der Integration weiterer Erzeugungsanlagen und Lasten sowie der Gewährleistung einer hohen Versorgungssicherheit und normgerechten Spannungsqualität. Die De-ckung der auftretenden Blindleistungsbedarfe seitens der Netzbetriebsmittel, Verbraucher und Erzeu-gungsanlagen gewinnt durch den Wegfall der Großkraftwerke für Netzbetreiber zunehmend an Bedeu-tung. Das Projekt SyNErgie beschäftigt sich diesbezüglich mit der Entwicklung neuartiger Blindleis-tungsmanagementsysteme für Mittelspannungsnetze. Ziel ist es, das bisher ungenutzte, freie Blindleis-tungspotential betrieblicher Kompensationsanlagen und dezentraler Erzeugungsanlagen (allgemein: Blindleistungsquellen) zu nutzen, um die Blindleistungsänderungsfähigkeit eines Verteilungsnetzes zu erhöhen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines zentralen Blindleistungsregelsystems, bei dem Blindleistungsquellen auf Basis von „Optimal Power Flow“-Berechnungen über 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. KW - Netzbetriebsführung KW - Blindleistungsmanagement KW - Optimierung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-6595 ER - TY - CHAP A1 - Kraus, Hermann A1 - Brückl, Oliver T1 - Use and Programmatic Extension of PowerFactory for the Implementation of Automated Network Planning at the Distribution Grid Level T2 - 2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT): 16-18 Sept. 2020 N2 - 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. KW - automated grid planning KW - Current measurement KW - distribution grid KW - grid data handling KW - Load flow KW - Load modeling KW - Loading KW - Planning KW - Power cables KW - PowerFactory KW - Reactive power Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1109/ACIT49673.2020.9208900 SP - 731 EP - 736 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Netzplanung Mittelspannungsnetze: Abbildung eines innovativen Blindleistungsmanagements, Teil 1 und 2 JF - ew - Magazin für die Energiewirtschaft Y1 - 2020 IS - 7-8 und 9 SP - 36 EP - 39 ER - TY - JOUR A1 - Koder, Alexander A1 - Schwanzer, Peter A1 - Zacherl, Florian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Mayer, Wolfgang A1 - Gruber, Georg A1 - Dotzer, Thomas T1 - 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 JF - Fuel N2 - 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. KW - BEHAVIOR KW - BLENDS KW - Exhaust gas recirculation KW - IGNITION KW - INJECTION KW - Jatropha oil KW - KARANJA KW - Particle-size-distribution KW - PERFORMANCE KW - RME KW - Soybean oil KW - Straight vegetable oil combustion KW - VEGETABLE-OILS Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.04.147 VL - 228 IS - September SP - 23 EP - 29 PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Koder, Alexander A1 - Zacherl, Florian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Mayer, Wolfgang A1 - Gruber, Georg A1 - Dotzer, Thomas T1 - Jatropha Oil as an Alternative Fuel for Modern Diesel Engines - Injection Characteristics and EGR-Compatibility T2 - WCX 17: SAE World Congress 2017 N2 - 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) Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.4271/2017-01-5000 PB - SAE International ER - TY - JOUR A1 - Walter, Stefanie A1 - Schwanzer, Peter A1 - Steiner, Carsten A1 - Hagen, Gunter A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Dietrich, Markus A1 - Moos, Ralf T1 - 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 JF - Sensors N2 - 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. KW - mixing rule KW - dielectric properties KW - microwave cavity perturbation KW - finite element method (FEM) KW - soot mass determination KW - radio-frequency (RF) KW - gasoline particulate filter (GPF) Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3390/s22093311 VL - 22 IS - 9 SP - 1 EP - 17 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Trost, Tobias ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Demand in the Transport and Chemical Sector T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_5 SP - 165 EP - 188 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Breuer, Christopher A1 - Drees, Tim A1 - Eckert, Fabian A1 - Maaz, Andreas A1 - Pape, Carsten A1 - Rotering, Niklas A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Demand in Power Supply T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_3 SP - 51 EP - 136 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Palzer, Andreas ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Heating Supply Storage Requirements T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_4 SP - 137 EP - 163 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - von Olshausen, Christian A1 - Thema, Martin A1 - Trost, Tobias ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Integration for Coupling Different Energy Sectors T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_14 SP - 757 EP - 803 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Storage Integration in Individual Energy Sectors T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_13 SP - 675 EP - 755 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Thema, Martin A1 - Sterner, Michael A1 - Lenck, Thorsten A1 - Götz, Philipp T1 - Necessity and Impact of Power-to-gas on Energy Transition in Germany JF - Energy Procedia N2 - 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. KW - decarbonization KW - energy storage KW - energy transition KW - Power-to-Gas KW - renewable energy KW - supply security KW - surplus energy KW - system costs Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.10.129 VL - 99 SP - 392 EP - 400 PB - Elsevier ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin ED - Sterner, Michael ED - Stadler, Ingo T1 - Comparison of Storage Systems T2 - Handbook of Energy Storage N2 - 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. Y1 - 2019 SN - 978-3-662-55503-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-55504-0_12 VL - 6 SP - 637 EP - 672 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - The ORBIT-Project: Biological methanation in a trickle-bed reactor - key results and next steps T2 - 5th Nuremberg Workshop on Methanation and 2nd Generation, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität, 28.05.2021 KW - biologische Methanisierung KW - Archaeen KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett Bioreaktor Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wie wird Deutschland klimaneutral? Neue Lösungen für erneuerbare Energieerzeugung T2 - Jahreskonferenz der Stiftung Nagelschneider zur Erforschung, München, 19.11.2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Klimaschutz Y1 - 2021 CY - München ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Strom - Wärme - Verkehr - Industrie: das Zusammenspiel der Sektoren über Power-to-X T2 - Deutscher Ingenieurtag 2021, Düsseldorf 20. Mai 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung Y1 - 2021 PB - VDI-Verlag ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-X for Europes Energy Transformation – Booster H2Global T2 - Hydrogen Online Workshop Conference (Mission Hydrogen), 25.03.2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Sektorenkopplung mit Solarstrom: Theorie und Praxis T2 - 17. Nationale Photovoltaik-Tagung, Kursaal Bern, Schweiz 26.03.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Solarstrom KW - Photovoltaik Y1 - 2019 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Technologieausblick Solarstromspeicher T2 - Innovationsforum Photovoltaik, 18. Oktober 2021, Linz KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Solarstrom KW - Energiespeicher KW - Photovoltaik Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Ohne Speicher, Wasserstoff und Power-to-X keine Dekarbonisierung von Verkehr und Industrie – Möglichkeiten und Notwendigkeit der integrierten Sektorenkopplung T2 - CIGRE/CIRED Informationsveranstaltung 2020, Leipzig, 13.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz KW - Energiespeicher KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin T1 - Technologies status and perspectives of Power-to-Gas in connection with seasonal underground storage T2 - European Workshop on Underground Energy Storage, Paris 07.11.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2019 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-Gas technologies in the energy sector and their role in the fight against climate change T2 - Hungarian Power-to-Gas REKK Forum, Budapest Corvinus University, 12.02.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Megathema Wasserstoff: Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - IRES Symposium, Berlin 18.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Wasserstoff KW - Klimaneutralität KW - Power-to-X KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Die Rolle von Wasserstoff in allen Sektoren T2 - Sektorenübergreifende Erkenntnisse zu PtX Fachforum "Wasserstoff Technologie, Prozesssicherheit und Regionalentwicklung", Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V.) Meinsberg, 23.9.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Power-to-X im Kontext der Energiewende und des Klimaschutzes in Deutschland T2 - Hydrogen Dialogue H2.Bayern, 18.11.2020, Nürnberg Friedrich-Alexander-Universität KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - The role of green H 2 + Power-to-X in the German Energy Transition T2 - First Brazilian-German Green Hydrogen Congress, Brasilia 06.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Bedeutung des Klimaschutzes für die Wirtschaft in Ostbayern T2 - Veranstaltungsreihe der Freunde der OTH Regensburg e. V., Regensburg, Regensburg 25.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Klimaschutz Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Gas aus einer Gesamtenergieversorgungsperspektive - Warum wir Power-to-X für die Klimaneutralität brauchen T2 - Kopernikus-Konferenz Projekt "Ensure" (Deutsche Umwelthilfe), 15. April 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-Gas Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Vom Klimaschutz zum Wasserstoff in Verkehr und Industrie – jetzt regional handeln T2 - Kick-Off Workshop: HyExpert Wasserstoffmodellregion Fichtelgebirge, Wunsiedel, 22.09.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff als zentraler Baustein der Energiewende in Süddeutschland: Powerto- Gas und der rechtliche Rahmen T2 - 1. Wasserstofftag Süddeutschland, Um 29.10.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Warum wir Power-to-X für die Klimaneutralität und Mobilitätswende brauchen T2 - DECHEMA Fachforum Diesel: Mobilitätswende durch alternative Antriebe und Kraftstoffe:, Frankfurt 02.12.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Sektorenkopplung KW - Power-to-X Y1 - 2020 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Grüner Wasserstoff - wo wir ihn brauchen für die Klimaneutralität T2 - Energiewendeforum Wasserstoff (Grüner Strom Label e. V.), Bonn, 21. September 2021 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Die Grenzen des Wasserstoff-Hypes T2 - 1. Mitteldeutscher Wasserstoffkongress, 2. November 2021, Leuna CCE Kulturhaus KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Sterner, Michael T1 - Wasserstoff – Energieträger der Zukunft T2 - BBA Forum, Passau 24.11.2020 KW - Erneuerbare Energien KW - Klimaneutralität KW - Energiewende KW - Wasserstoff Y1 - 2020 ER - TY - CHAP A1 - Stadler, Ingo A1 - Sterner, Michael ED - Droege, Peter T1 - Urban Energy Storage and Sector Coupling T2 - Urban Energy Transition N2 - Global warming, greenhouse gas emissions, and the general transition toward renewable energy resources are mentioned many times within this book, and will not be repeated again here. Countries that are transitioning to use of more renewable energy sources are mainly using wind and solar power—except for a few countries that, due to their prerequisites, will mainly use hydro power and/or bioenergy. The transmission process in terms of energy generation so far is mainly happening in rural areas—not in urban centers. Most technologies do not really play an important role in urban areas, and are mainly focused on the application of solar energy. Solar energy is widely applied more in rural areas, although investigations show that its application in urban areas already fits well into the existing grid infrastructure. Whereas rural areas are more prone to grid integration problems, the energy infrastructure in urban centers is already well prepared for renewables integration. In fostering tight bundles of potentially linked energy generation, distribution, networking, and use across power and thermal systems in stationary and mobile modes, urban centers become particularly critical in the energy transition processes as energy systems are becoming completely based on renewable sources without a nuclear or fossil-based backbone. This chapter discusses the almost unlimited energy storage possibilities. It will show their enormous capabilities, but also their significant differences in many physical and economical parameters. Next, the authors discuss the necessity of combining and coupling the different energy sectors for electricity, heat, cold, gas, and transport. Finally, the authors present the conclusion that only when coupling the energy sectors and using cheap and efficient energy storage options from one energy sector to solve challenges within another energy sector will the energy transition process be managed in an efficient way. KW - Energy storage KW - energy transition KW - Greenhouse gas emissions KW - RENEWABLE ENERGY KW - Renewable sources KW - sector coupling Y1 - 2018 SN - 978-0-08-102074-6 U6 - https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102074-6.00026-7 SP - 225 EP - 244 PB - Elsevier ET - 2. ed. ER - TY - CHAP A1 - Sörgel, Matthias A1 - Riederer, Michael A1 - Held, Andreas A1 - Plake, Daniel A1 - Zhu, Zhilin A1 - Foken, Thomas A1 - Meixner, Franz X. ED - Foken, Thomas T1 - Trace Gas Exchange at the Forest Floor T2 - Energy and Matter Fluxes of a Spruce Forest Ecosystem N2 - Exchange conditions at the forest floor are complex due to the heterogeneity of sources and sinks and the inhomogeneous radiation but are important for linking soil respiration to measurements in the trunk space or above canopy. Far more attention has therefore been paid to above and within canopy flows, but even studies that addressed forest floor exchange do not present measurements below 1 m or 2 m. We used a multilayer model that explicitly resolves the laminar layer, the buffer layer, and the turbulent layer to calculate fluxes from the measured profiles in the lowest meter above ground and to calculate effective surface concentrations from given fluxes. The calculated fluxes were compared to measured eddy covariance fluxes of sensible heat and O3 and to chamber derived soil fluxes of CO2 and 222Rn. Sensible heat fluxes agreed surprisingly well given the heterogeneity of radiative heating and the generally low fluxes (max. 25 W m−2). The chamber fluxes turned out to be not comparable as the chamber fluxes were too low, probably due to one of the well-known problems of enclosures such as pressure differences, disturbed gradients and exclusion of naturally occurring turbulence events and surface cooling. The O3 fluxes agreed well for high O3 values reaching down to the forest floor during full coupling of the canopy by coherent structures. During most of the time, the model overestimated the fluxes as chemical reactions were dominating within the profile. One new approach was to calculate the effective surface concentration from a given flux and compare this to measured surface concentrations. This allowed the identification of situations with a coupled and decoupled forest floor layer, which has important consequences for respiration measurements in the trunk space or above canopy and should be considered in upcoming studies. KW - Chamber Flux KW - Eddy Covariance KW - Forest Floor KW - Multilayer Model KW - Nitrogen Oxide Y1 - 2017 SN - 978-3-319-49387-9 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-49389-3_8 VL - 229 SP - 157 EP - 179 PB - Springer CY - Cham ER - TY - RPRT A1 - Thema, Martin A1 - Kaul, Anja A1 - Sterner, Michael A1 - Heberl, Michael T1 - Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen-Mikroorganismen in Power-to-Gas-Anlagen N2 - Das übergeordnete Ziel des Vorhabens war die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen1 in Power-to-Gas-Anwendungen. Im Gegensatz zur technisch ausgereiften chemisch-katalytischen Methanisierung sind hier noch Potenziale zur Optimierung verfahrenstechnischer und biologischer Prozesse für das Speicherkonzept Power-to-Gas [7] vorhanden. Dabei sollte zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet werden. Zum anderen sollte eine Kombination optimal geeigneter Mikroorganismen und Packungsmaterialien selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor analysiert werden. Das Verhalten des entwickelten Systems sollte zunächst im Labor- und Technikumsmaßstab und anschließend im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage untersucht werden. Hauptziel während des Feldtests war die Produktion von einspeisefähigem Methan sowie dessen Einspeisung ins Gasnetz. Ein Hauptziel des Projektes war es, die Normung und Standardisierung notwendiger Systemparameter und Semantik zur Beschreibung und Einbindung biologischer Methanisierungseinheiten in Power-to-Gas-Anlagen voranzutreiben. Dies sollte zum einen die Vergleichbarkeit der wissenschaftlichen Erkenntnisse verbessern und zum anderen unterstützend bei der Kommerzialisierung der Technologie wirken. Aus dem Projekt heraus wurde so die neue Normungsreihe VDI 4635 Power-to-X beim Verein Deutscher Ingenieure angestoßen. KW - Biologische Methanisierung KW - Power-to-Gas KW - Erneuerbare Energien KW - Rieselbett-Bioreaktor KW - Archaeen Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1815321555 ER -