Intelligente Energienetzwerke (Prof. Gasper, Prof. Schmidt)

Die Energiewende entscheidet sich im Verteilnetz. Dezentrale Erzeuger, Speicher, flexible Verbraucher und sektorübergreifende Anwendungen müssen intelligent koordiniert werden – effizient und stabil.

Die Forschungsgruppe Intelligente Energienetzwerke (IEN) entwickelt daten- und modellbasierte Methoden zur Analyse, Simulation und Optimierung klimaneutraler Energiesysteme – vom Microgrid bis zur kommunalen Ebene.

Unsere Schwerpunkte:

Simulation und Analyse von Verteilnetzen und lokalen Energiesystemen zur Entwicklung von Smart-Grid-Lösungen (Flexibilitätsnutzung und Netztransparenz)
Optimierungsbasierte Betriebsstrategien für Microgrids und flexible Verbraucher (u. a. Speicher, Ladestrukturen und Wärmepumpen) – unter Berücksichtigung von Batteriealterung, Prognosen und Unsicherheiten
Resilienz kritischer Energieinfrastrukturen
Datengetriebene Methoden und KI für Energiedatenanalyse
Power Quality und Netzrückwirkungen

Mit dem INES-Microgrid verfügen wir über ein Reallabor zur Validierung von Modellen und Algorithmen unter realen Bedingungen. Unsere Projekte entstehen in enger Kooperation mit Netzbetreibern, Industriepartnern, Kommunen und Forschungseinrichtungen.

Projekte

AsimutE

Das Projekt AsimutE zielt darauf ab, gemeinschaftliche Strategien zur Energieeinsparung im Oberrheinraum zu entwickeln und dadurch den CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Forscher und Ingenieure werden intelligente Lösungen erforschen, um den Energieverbrauch zu senken und die Speicherung zu optimieren, unter Berücksichtigung der Endnutzer. Daten von Haushalten werden gesammelt, um Verbrauchsverhalten zu dokumentieren und die Erwartungen an Eigenverbrauchstechnologien zu verstehen. Ein Abstimmungsinstrument zwischen Bürgern und öffentlicher Hand wird entwickelt, um gemeinschaftliche Energieeinsparungsstrategien zu fördern. Technische Lösungen wie ein KI-Tool für Wärmepumpenbetrieb und die Nutzung von Elektrofahrzeugbatterien als stationäre Energiespeicher werden erforscht. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglicht eine Harmonisierung der Energieeinsparungsansätze am Oberrhein zur CO2-Reduktion.

Das INES beteiligt sich mit der Entwicklung robuster Energiemanagementalgorithmen, die wenig Kommunikation und Implementierungsaufwand erfordern.

Das ivESK ist an der Bewertung von Globe CLS, Submetern und LPWAN-Lösungen sowie der Schätzung ihrer Anwendbarkeit in der Oberrheinregion beteiligt und arbeitet an Sicherheitsaufgaben, die Fingerprinting und Fingerprinting-Schutz umfassen. Das ivESK führt außerdem in Zusammenarbeit mit der OMS Task Force Security Group eine Analyse von Sicherheitstechnologien für Smart Metering durch und bewertet diese hinsichtlich ihrer Leistung, Eignung für Smart-Metering-Infrastruktur, des technologischen Reifegrads und der Einhaltung von Vorschriften wie der EU RED-Richtlinie.

Laufzeit
Oktober 2023 bis Januar 2027

Förderung
EU Interreg Oberrhein

Projektpartner
Université de Haute-Alsace - Institut de Recherche en Informatique, Mathématiques, Automatique et Signal (IRIMAS) Projektträger
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung (DFIU)
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau - Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Hochschule Furtwangen - Institut für Smart Systems (ISS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Laboratoire Image Ville Environnement
Hochschule Kehl
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Professur für Public und Non-Profit Management
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW - Institut für Elektrische Energietechnik
Schweizerische Eidgenossenschaft (NRP) X
Kanton Basel-Stadt
Kanton Basel-Landschaft
Kanton Aargau
Kanton Jura
Alter Alsace Energies
Badenova
Electricité de France (EDF) Direction Action Régionale Grand Est
HAGER
Voltec-Solar
Pfalzwerke Netz AG
Primeo Netz AG
Solextron
TRION-climate
Pôle Fibres-Energivie

easeRISK

Erhöhung allgemeiner Sicherheit und energetischer Resilienz in der Stadt Konstanz

Mit dem Projekt easeRISK erforschen die Hochschulen Kehl und Offenburg mit Unterstützung der Stadt Konstanz in einem interdisziplinären Ansatz die Erfolgsfaktoren für energetische Resilienz kritischer Infrastruktur (KRITIS). Betrachtet wird hierbei insbesondere das Szenario eines großflächigen, langanhaltenden Stromausfalles. Die HSO verantwortet die technischen Arbeitspakte, welche die Datenerhebung und -analyse sowie die Simulation eines Microgrids zur Versorgung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) umfassen. Parallel dazu obliegen der HSK die ökonomische Bewertung sowie die Prüfung der rechtlichen Rahmenbedingungen und der gesellschaftlichen Akzeptanz.

Projektlaufzeit
Januar 2026 - Dezember 2028

Förderung
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Projektpartner
Hochschule Kehl

Stadt Konstanz

Stadtwerke Konstanz

Akteur*innen lokaler KRITIS

GrECCo

Grid-Sensitive Energy Community Coordination

Im Projekt Grid-Sensitive Energy Community Coordination (GrECCo) soll ein netzsensitiver Marktmechanismus für Energiecommunities entwickelt werden, der die Herausforderungen des Netzbetriebs adressiert und so zu einer Reduktion des Netzausbaubedarfs und zur Lösung von Engpassproblemen beiträgt. Die HSO stellt dazu mit einer Verteilungsnetzsimulation sowie einer Prosumer-Laborumgebung wesentliche Teile der Entwicklungs- und Testumgebung bereit und beteiligt sich auch an der Entwicklung der neuen Methoden.

Projektlaufzeit
Oktober 2022 - September 2025

Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Partner
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK)

Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme

OLI Systems GmbH

Netzbetreiber

Hydrogen Valley Südbaden

Auf Basis einer Wasserstoff-Potentialerhebung ist von einem regionalen Wasserstoffbedarf auf der deutschen Seite des Dreiländerecks zwischen Offenburg und Basel von rund 25.000 Tonnen pro Jahr ab 2027 auszugehen. Dem gegenüber stehen heute erneuerbare Produktionskapazitäten von rund 1.000 Tonnen Wasserstoff pro Jahr. Der Anschluss an ein überregionales Verteilnetz auf Bundes- bzw. EU-Ebene wird nicht vor 2035 erfolgen. Die Region Südbaden ist im nationalen und grenzüberschreitenden Kontext daher von überlagernden Standortrisiken und Nachteilen gekennzeichnet.
Unter diesen Rahmenbedingungen sollen Wasserstoffentwicklungspfade bis zum Jahr 2045 in Südbaden erstellt und Wasserstoff im Energiesystem Südbadens bewertet werden. Darauf aufbauend werden integrierte Energiekonzepte auf kommunaler Ebene, angepasst an die jeweiligen Stakeholder und aufbauend auf der kommunalen Wärmeplanung sowie lokalen EE-Stromerzeugungspotenzialen, erarbeitet und neue Geschäftsmodellpotenziale, die in einem marktfähigen Produkt münden sollen, aufgedeckt werden.

Laufzeit
April 2024 bis Dezember 2027

Förderung
EFRE und Land BW, Wirtschaftsministerium (Förderprogramm RegioWIN 2030)

Projektpartner

Klimapartner Südbaden
Hochschule Offenburg
ITG - Infrastruktur-Trägergesellschaft mbH & Co. KG
Pôle Véhicule du Futur

iFEMA

Integrale Forschung Energie für Elektromobilität: Vom Modell zur Anwendung

Elektrofahrzeuge sind ein wesentlicher Bestandteil der Energiesysteme der Zukunft. Deshalb sollten sie – sowohl wenn sie unterwegs sind als auch wenn sie geladen werden – effizient und nachhaltig sein.

Um die Energieversorgung der Elektromobilität nachhaltig, effizient und versorgungssicher zu gestalten, werden im Projekt iFEMA alle relevanten Skalen für Elektrofahrzeuge kombiniert: das Verteilnetz mit regenerativen Erzeugungsanlagen, die Ladestation im lokalen Energiesystem (Microgrid), das Bordnetz des Fahrzeugs und der Batteriespeicher. Dadurch sollen inhärente Zielkonflikte zwischen Netzdienlichkeit und Schnellladung, zwischen bidirektionalem Laden und Batterielebensdauer, zwischen Klimafreundlichkeit und Nutzeranforderungen, zwischen Gesamteffizienz und Teilwirkungsgraden aufgelöst werden.

Einerseits wird dafür ein digitaler Zwilling des Gesamtsystems aufgebaut, mit dem ein optimales Energiemanagement entwickelt wird. Dafür kommen verschiedene Methoden zum Einsatz – vom maschinellen Lernen bis zum physikalisch-chemischen Modell. Andererseits wird ein experimenteller Zwilling aufgebaut, der die vollständige Skalenkopplung in einer kontrollierten Laborumgebung ermöglicht.

Beteiligte Forschungsgruppen am INES
Elektrische Energiespeicherung (EES), Elektromobilität (EMC²), Intelligente Energienetzwerke (IEN)

Förderung
Carl-Zeiss-Stiftung („CZS Transfer – Energiesysteme der Zukunft“)

Laufzeit
April 2023 - März 2026

KoRes

Resiliente Energiesysteme für Kommunen, Regionen und Deutschland

Im Projekt KoRes entwickeln die Forschungsgruppen IEN und EEW des INES, die Hochschule Kehl, die greenventory GmbH sowie die Stadt Offenburg gemeinsam einen interdisziplinären Ansatz zur Stärkung der energetischen Resilienz. Im Fokus steht die Frage, wie Energiesysteme auf kommunaler, regionaler und nationaler Ebene so gestaltet werden können, dass sie nicht nur klimaneutral, sondern auch robust gegenüber Krisen wie Extremwetter, Cyberangriffen oder Lieferkettenstörungen sind.

Die Hochschule Offenburg verantwortet die technischen Arbeitspakete, insbesondere die Weiterentwicklung des Energiesystemmodells MyPyPSA-Ger sowie die Kopplung nationaler und kommunaler Modelle. Die greenventory GmbH aus Freiburg entwickelt Methoden zur räumlichen Datenanalyse sowie einen Digitalen Zwilling zur Bewertung von Risiken und Resilienzindikatoren. Die Stadt Offenburg bringt praxisnahe Anwendungsfälle ein und entwickelt konkrete Strategien sowie Notfallpläne für eine krisenfeste Energieversorgung. Die Hochschule Kehl untersucht die ökonomischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen und leitet daraus Handlungsempfehlungen für Politik und Verwaltung ab.

Ziel des Projekts ist es, belastbare Transformationspfade und konkrete Maßnahmen zur Stärkung der Resilienz von Energiesystemen zu identifizieren und Kommunen bei der Umsetzung einer sicheren und klimaneutralen Energieversorgung zu unterstützen.

Projektlaufzeit
März 2026 – Februar 2030

Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Beteiligte Forschungsgruppen am INES
Energiesysteme und Energiewirtschaft (EEW), Intelligente Energienetzwerke (IEN)

Projektpartner
Hochschule Kehl (HSK)
greenventory GmbH
Stadt Offenburg

move.mORe

Nachhaltige Mobilität in der Oberrheinregion

Das Projekt move.mORe ist ein großes Verbundvorhaben der Hochschule Karlsruhe und Hochschule Offenburg gemeinsam mit zahlreichen regionalen Partnern. Das Antragsvolumen beträgt insgesamt fast 15 Millionen Euro. Das Projekt hat das Ziel, Lösungen für die nachhaltige Mobilität von Menschen und Waren sowie für die Energiewende in der Region Oberrhein – vor allem im ländlichen Raum – zu erarbeiten und regionalspezifisch zu implementieren. Dabei steht ein forschungsbasierter Wissens- und Technologietransfer im Fokus.

Die Forschungsgruppe IEN leistet im Rahmen des Teilvorhabens drei Beiträge für den Ausbau der Elektromobilität und für ihre Integration in die Stromnetze, mit dem Ziel, den Netzausbaubedarf durch intelligentes und systemübergreifendes Energiemanagement möglichst gering zu halten.

Förderung
Bund-Länder Initiative „Innovative Hochschule“

Projektlaufzeit
Januar 2023 - Dezember 2027

Projektpartner
Hochschule Karlsruhe

Zahlreiche Praxispartner

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