Projekt-Bilderpool

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Nutzungshinweis: Die Bilder auf dieser Seite stammen aus den Projekten, die im Rahmen der Programme Stadt der Zukunft, Haus der Zukunft und IEA Forschungskooperation entstanden sind. Sie dürfen unter der Creative Commons Lizenz zur nicht-kommerziellen Nutzung unter Namensnennung (CC BY-NC) verwendet werden.

Klassifikation von Flexibilitätsmechanismen

Überblick und Klassifikation verschiedener Flexibilitätsmechanismen im Stromsystem anhand zentraler Merkmale wie Preisgestaltung, Aktivierungsbedingungen, Teilnahmeform, Mengensteuerung und räumlicher Reichweite. Aufbauend auf den Arbeiten der Working Group 9 zeigt die Abbildung, wie unterschiedliche Ansätze – von lokalen Flexibilitätsmärkten und Demand-Response-Programmen über Peer-to-Peer-Handel und Energiegemeinschaften bis hin zu flexiblen Netzanschlüssen und variablen Netztarifen – systematisch verglichen werden können. Jeder Mechanismus wird danach kategorisiert, ob Teilnehmende aktiv Preise festlegen können (Price Input Option) oder festen Tarifvorgaben unterliegen (Price Given), und ob Flexibilität explizit über definierte Produkte oder implizit über Anreizsignale bereitgestellt wird. Außerdem wird zwischen freiwilliger und verpflichtender Teilnahme unterschieden sowie danach, ob die bereitgestellte Flexibilitätsmenge frei wählbar oder vorgegeben ist. Schließlich differenziert die Tabelle zwischen lokalen und nationalen Mechanismen, je nachdem, ob sie gezielt lokale Netzengpässe adressieren oder systemweite Anforderungen erfüllen. Insgesamt verdeutlicht die Tabelle die Vielfalt der Konzepte zur Flexibilitätsbereitstellung und unterstreicht die zunehmende Bedeutung sowohl marktbasierter als auch regulatorischer Instrumente, um Netzstabilität zu sichern, dezentrale Erzeugungsressourcen zu integrieren und den Übergang zu adaptiven, partizipativen Energiesystemen zu unterstützen.

Haupttreiber für Netzinvesitionen

Die Grafik zeigt die vier zentralen Treiber für Netzflexibilität und Netzverstärkung: technologische Entwicklungen, insbesondere Spitzenlasten durch PV-Einspeisung und Elektrofahrzeuge, politische Zielvorgaben für erneuerbare Energien und Elektromobilität, die Investitionsentscheidungen stark beeinflussen, regionale Herausforderungen, da Netzverletzungen je nach Lage, Netzauslegung und Verteilung von Erzeugung und Verbrauch unterschiedlich auftreten, sowie Netzauslastung, die höhere mittlere Belastungen von Kabeln und Transformatoren ermöglicht. Zusammen bestimmen diese Faktoren, wo, wann und in welchem Umfang Flexibilität und Netzverstärkung erforderlich sind.

Maßnahmen zur Vermeidung von Netzverletzungen

Eine der zentralen Herausforderungen bei der Steuerung dezentraler Energiesysteme besteht darin, Netzverletzungen zu vermeiden. Netzverletzungen entstehen nicht nur durch das Überschreiten der thermischen Grenzen von Kabeln und Transformatoren – ein Problem, das üblicherweise über konventionelles Engpassmanagement adressiert wird – sondern auch erheblich durch Über- oder Unterspannung, insbesondere in Niederspannungsnetzen. Mögliche Maßnahmen zur Vermeidung dieser Netzverletzungen sind in dieser Abbildung dargestellt.

Zentrale Säulen zur Gestaltung eines erfolgreichen Kapazitätsmechanismus

Die Abbildung stellt die zentralen Gestaltungsprinzipien eines wirksamen Kapazitätsmechanismus (CM) anhand von vier übergeordneten Dimensionen dar: Incentives, Efficiency, Neutrality und Missing Money. Im Bereich der Incentives wird hervorgehoben, dass sowohl für Erzeuger als auch für Verbraucher geeignete Anreizstrukturen geschaffen werden müssen – etwa durch Investitionssicherheit, stabile Erlösmechanismen, nachfrageseitige Flexibilisierung sowie die Sicherstellung von Verfügbarkeit in Knappheitssituationen. Die Dimension Efficiency betont die Notwendigkeit einer kostenkontrollierten Ausgestaltung des CM sowie die Vermeidung von Marktverzerrungen durch geeignete Marktdesign-Elemente. Unter Neutrality wird die Bedeutung einer technologie- und klimaneutralen Ausrichtung hervorgehoben, die faire Wettbewerbsbedingungen gewährleistet und gleichzeitig emissionsarme Technologien integriert. Schließlich adressiert die Dimension Missing Money das Problem unzureichender Erlöse im Energiemarkt, indem zusätzliche Einnahmequellen und Absicherungsmechanismen zur Gewährleistung langfristiger Investitionen und Versorgungssicherheit geschaffen werden.

Gruppenfoto IETS Task 21 Konsortium Meeting in Graz

Am 9. April 2024 fand in Graz ein ganztägiges Meeting des IETS Task 21 statt. Das Meeting bot eine wertvolle Plattform für den Austausch von Erkenntnissen und die Planung weiterer Schritte zur erfolgreichen Umsetzung der Aufgaben im Rahmen von Task 21.

Grafische Illustration unterschiedlicher Begrifflichkeiten aus Zeilerbauer et al. (2024)

Abbildung aus Zeilerbauer et al. (2024) (https://doi.org/10.1080/17583004.2024.2408285), welche anhand eines Use Cases unterschiedliche Begrifflichkeiten aus dem Bereich Circular Carbon diskutiert.

Zukunftsbild OÖ 2040

Die Abbildung zeigt das vom Energieinstitut an der JKU in Abstimmung mit den Stakeholdern entwickelte Zukunftsbild, welches mögliche Energie- und Ressourcenaustäusche im Jahr 2040 in Jahresmengen darstellt.

Gruppenfoto IETS Task 21 bei IETS Konferenz 2023

Auf der IETS Konferenz von 9.-11. Mai 2023 in Göteborg wurden die Subtasks und Aktivitäten des IETS Task 21 vorgestellt, sowie zwei Key Note Vorträge und zwei Elevator Pitches zum Task gehalten.

Vision einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft

Grüner Strom aus Wind, Wasser und Sonne soll primär direkt in das Stromnetz eingespeist werden. Überschüsse können mittels Power-to-Hydrogen-Verfahren in H2 umgewandelt werden und über geeignete Transportwege verteilt und mittels Speichertechnologien gespeichert werden. Grüner Strom und H2 werden dann der Industrie, Mobilität und den Haushalten zur Nutzung zugeführt.

Stand der Technik von Batterietechnologien (IEA 4E EDNA Studie über Batterien)

Diese Abbildung zeigt den Bereitschaftsgrad der Technologien für wiederaufladbare Verbraucherelektronikbatterien. In der Mitte dieses quadratischen Diagramms sind die Namen der 14 verschiedenen untersuchten Batterietechnologien entsprechend dem jeweiligen Bereitschaftsgrad angeordnet.

Biomethan LKW

Biomethan-LKW auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in Brasilien

Biogas Rührkesselreaktor

Biogasreaktor(Rührkessel) auf einer Biogasanlage

Lagunen-Biogasreaktor

Biogasreaktor als abgedeckte Lagune

Stakeholder Übersicht für dezentrale Bauteilspeicher

Übersichtsgrafik über alle beteiligten Akteure, die für eine aktive Nutzung dezentraler Bauteilmassen als flexibler Energiespeicher relevant sind.

CEPA Panel Installation

CEPA® Systemdemonstrator am Kran mit sichtbarer thermischer Schicht während der Montage an der bestehenden Wand. Quelle: Klima- und Energiefonds, Krobath

Temperaturprofile in verschiedenen Materialien

Vergleich simulierter Temperaturprofile in TABS-Elementen für unterschiedliche Materialien: Beton (links) sowie Fichten- und Buchenholz (Mitte bis rechts) als Prüfkörper. Um dieselben Oberflächentemperaturen und damit dieselben Heiz- und/oder Kühlleistungen zu erreichen, sind in den Holzelementen aufgrund der deutlich geringeren Wärmeleitfähigkeit wesentlich höhere Vorlauftemperaturen erforderlich.

Sandwich Panel

Vorgefertigte CEILTEC-Flachdecke mit Sandwich-Querschnitt, getrennten oberen und unteren Platten sowie einem Hohlraum auf der Baustelle während der Umsetzung.

Verwendete Terminologie für Demand Response im Rahmen des IEA EBC Annex 84

Im EBC Annex 84 wurde zwischen verschiedenen "Action types" und "Control types" unterschieden.

Darstellung der vier Demand Response Typen

Durch die Kombination der beiden Aktions- und Steuerungstypen lassen sich vier verschiedene Arten der Laststeuerung unterscheiden: 1) Direkt automatisiert (z. B. Aktions- und Steuerungstypen zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit aus); 2) Indirekt automatisiert (z. B. modellprädiktive Steuerung im Gebäude, die auf das von DHC gesendete Signal reagiert), Aktions- und Steuerungstypen zeichnen sich durch geringe bzw. hohe Zuverlässigkeit aus; 3) Direkt manuell (z. B. DHC-Betreiber besucht das Haus oder sitzt im Kontrollraum und drückt den Knopf), Aktions- und Steuerungstypen zeichnen sich durch hohe bzw. geringe Zuverlässigkeit aus; 4) Indirekt manuell (z. B. Endnutzer, die die Einstellungen physisch oder mithilfe von Fernsteuerungstechnologie (im Haus umhergehen, auf dem Sofa sitzen und App verwenden) als Reaktion auf das gesendete Signal ändern), Aktions- und Steuerungstypen zeichnen sich durch geringe Zuverlässigkeit aus.

Gemeinsamer Workshop des IEA EBC Annex 84 mit dem IEA ES Task 43 („Standardized Use of Building Mass as Storage for Renewables and Grid Flexibility“)

Gemeinsamer Workshop des IEA EBC Annex 84 mit dem IEA ES Task 43 („Standardized Use of Building Mass as Storage for Renewables and Grid Flexibility“)