Uni forscht zu klimaneutralen Quartieren

03.04.2020|12:51 Uhr

Die Energiewende schreitet insbesondere im Stromsektor kontinuierlich voran. So wurden 2019 bereits 42 % des Energiebedarfs aus Erneuerbaren Energien bereitgestellt. Um den Anteil Erneuerbarer Energien auch in anderen Bereichen zu erhöhen, werden Konzepte benötigt, um beispielsweise Photovoltaik effizient, wirtschaftlich und nachhaltig in das gesamte Energiesystem zu integrieren. Einen großen Anteil am fossilen Energieverbrauch haben Quartiere, in denen Energie in den Bereichen Strom, Wärme und Mobilität für Anwohner*innen und Geschäfte benötigt wird. Die klimaneutrale Ausgestaltung der Energieversorgung innerhalb solcher Quartiere untersucht ein Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek vom Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik an der Bergischen Universität Wuppertal.

„Da die meisten Erneuerbaren Energien dargebotsabhängig, also abhängig vom Wetter, sind, werden sogenannte Flexibilitätpotenziale gesucht, um den Energieverbrauch an die schwankende Stromerzeugung anzupassen. Flexibilitätspotenziale ergeben sich hauptsächlich durch Batteriespeicher, Elektroautos und Wärmepumpen“, erklärt Prof. Zdrallek. Durch die Nutzung dieser lokalen Flexibilitätspotenziale werden die erneuerbaren Energien effizienter in die Netze integriert. „Auch in Quartieren ist eine intelligente sektorenübergreifende Kopplung von Strom, Gas, Wärme und Mobilität notwendig, um elektrische Energie aus Wind und Sonne nicht ungenutzt zu lassen.“

Am Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik wird in diesem Zusammenhang das Konzept von zellularen Energiesystemen untersucht. „Zellulare Energiesysteme sind ein Ansatz, die Schwankungen der Erneuerbaren Energien auf der möglichst niedrigsten Ebene auszugleichen“, erläutert Prof. Zdrallek.

Um das Konzept der Energiezellen zu untersuchen, erstellen die Wissenschaftler*innen ein simultatives sektorenübergreifendes Energiesystem (Strom, Gas und Wärme) in wabenähnlichen Strukturen. Dabei werden u.a. folgende Fragestellungen untersucht: Wie kann eine große Anzahl von Photovoltaikanlagen in die bisherigen Stromnetze integriert werden? Wie können Batteriespeicher optimal dimensioniert werden, um die Energie, die tagsüber durch die Sonneneinstrahlung zur Verfügung steht, abends zu nutzen, um beispielsweise Elektroautos zu laden? Zusätzlich sollen ein Mobilitätskonzept und die Implementierung einer Ladeinfrastruktur in Quartieren dazu beitragen, die Lärm- und Treibhausgasemissionen zu verringern. Für die Untersuchungen werden sowohl städtische, vorstädtische sowie ländliche Gebiete betrachtet und verschiedene Anforderungen miteinbezogen.

Mehr Informationen zu den Forschungsprojekten des Lehrstuhls unter
https://www.evt.uni-wuppertal.de/

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek
Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik
Telefon 0202/439-1976
E-Mail zdrallek[at]uni-wuppertal.de