Das Stromnetz in Deutschland wurde nicht für die Energiewende gemacht. Während früher Strom hauptsächlich von Großkraftwerken erzeugt wurde, wird nun immer mehr elektrische Energie dezentral erzeugt und ins Netz eingespeist. Gleichzeitig schwankt die Menge an Solar- und Windstrom je nach Wetterlage stark. Das Projekt TwinERGY baut einen digitalen Zwilling des lokalen Stromnetzes, um so bessere Voraussagen für die Stromversorgung in lokalen Quartieren treffen zu können, damit den Betrieb zu optimieren und den Anteil an erneuerbaren Energien zu erhöhen. Das Projekt startet im November 2020 und wird mit 500.000 Euro vom EU-Forschungsprogramm Horizon2020 gefördert.
Vor knapp einem Jahr hat die große Koalition ihre Klimaziele für das Jahr 2030 vorgelegt. Der Ökostromanteil soll bis 2030 auf 65 Prozent steigen. Die Herausforderung: Ein hoher Anteil von Solar- und Windstrom erhöht die Anforderungen an die Netze. Das Projekt TwinERGY will deshalb dafür sorgen, dass das Stromnetz effizienter betrieben wird. Ziel ist es, dass Bürgerinnen und Bürger den Strom von Windkraft- und Photovoltaikanlagen vor ihrer Haustür vermehrt lokal nutzen können.
Die Expertinnen und Experten im Team von TwinERGY kommen aus dem Institut für industrielle Informationstechnik - inIT und dem Future Energy - Institut für Energieforschung (iFE) der Technischen Hochschule Ostwestfalen- Lippe. „Das Projekt ist ein Leuchtturmprojekt für die intelligente Energieversorgung in Deutschland“, sagt Dr. Lukasz Wisniewski. Er ist Vorstandsmitglied und Forschungsgruppenleiter im inIT und einer der Projektleiter von TwinERGY. Im Rahmen des Projektes werden er und seine Kolleginnen und Kollegen die Kommunikationsinfrastruktur und einen digitalen Zwilling eines lokalen Niederspannungsnetzes entwickeln. Das ist ein ambitioniertes Projekt. Der Digitale Zwilling ist eine Plattform, in die die Forschenden Messwerte, Wetterdaten und Verbrauchsdaten von Haushalten aus einem Pilot-Quartier im Ort Hagedorn der Stadt Steinheim einspeisen. Mit Hilfe von Algorithmen berechnen sie voraus, wann wie viel Energie erzeugt und verbraucht wird. Mit diesem Wissen können Netzbetreiber und Energiemanager besser planen, wie die Energie optimal verteilt werden sollte. Für Verbraucherinnen und Verbraucher hat es den Vorteil, dass sie vermehrt erneuerbaren Strom nutzen, der beispielsweise auch in elektrischen Speichern lokal gespeichert wird. Intelligente Systeme in den Haushalten sorgen dafür, dass beispielsweise das E-Auto im Carport dann aufgeladen wird, wenn möglichst wenig Emissionen erzeugt werden.
„Unser Ziel ist es, dass Stromnetz schlau zu machen und für die Energiewende zu rüsten“, sagt Professor Johannes Üpping vom Future Energy - Institut für Energieforschung (iFE). „Wir haben das Ziel, die Wertschöpfung von erneuerbaren Energien in der Region zu halten und gleichzeitig die Kosten der Stromversorgung zu senken.“ Die Haushalte im Stadtteil Hagedorn der Stadt Steinheim, die an dem Projekt teilnehmen, bekommen über ein Dashboard in Echtzeit den Status ihres lokalen Stromnetzes angezeigt. So ist jederzeit sichtbar, wie viel Strom sie erzeugen, speichern und ins Netz einspeisen. So können intelligente Hausgeräte, wie die Wärmepumpe, und auch die Einwohnerinnen und Einwohner selber ihr Verhalten anpassen und beispielsweise ihre Wasch- oder Spülmaschine zum optimalen Zeitpunkt anstellen.
Das Projekt TwinERGY ist Teil von Horizon2020, dem bisher größten Forschungs- und Innovationsprogramm der EU. Beteiligt sind neben der TH OWL noch 17 weitere Partner aus 11 EU-Staaten mit der Koordination durch die Universität in Patras in Griechenland. Das Projekt TwinERGY wird zunächst für drei Jahre gefördert. Eines der Ziele ist es, die Erkenntnisse aus dem Projekt auf andere Regionen in der EU zu übertragen.