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Projekt
Loop Circle Arc Theory (LoCA) - Neue Methode zur umfassenden Bewertung von sektorübergreifenden und zellular organisierten Energiesystemen -
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Peter Schegner
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung von 2017 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 359922501
Die gewachsenen Systeme der Strom-, Gas- und Wärmeversorgung haben sich über 100 Jahre entwickelt. Sie waren konzipiert um Energie von großen, zentralen Kraftwerken an verteilte Verbraucher zu übertragen. Um auch zukünftig eine steigende Anzahl von fluktuie-rend einspeisenden und auf erneuerbaren Energieträger basierenden Anlagen in die beste-henden Energiesysteme integrieren zu können, müssen die Energiesysteme nicht nur ver-stärkt, sondern grundsätzlich transformiert werden. Es besteht die Gefahr, dass ein stetiges Anpassen des Energiesystems nur ein symptomatisches Behandlen von Schwachstellen zur Folge hat. Um die notwendige weitreichende Transformation umzusetzen, muss zuvor ein Ziel gesetzt werden. Die neue Loop-Circle-Arc-Theorie (LoCA) bietet eine Methode, um zukünftige Energiesystem zu entwerfen und zu bewerten. Diese können dann als Transformationsziel dienen.Die LoCA-Theorie kombiniert zellularen Aufbau, fraktale Organisation und schließt die Be-wertung aller Energieträger ein. Durch den gewählten zellularen Aufbau werden aus energe-tischen Bilanzkreisen selbstorganisierende und selbstoptimierende Energiezellen gebildet, die alle identisch strukturiert sind. Die hierdurch entstehende fraktale Organisation be-schreibt die Selbstähnlichkeit zwischen dem Ganzen und seinen einzelnen Teilen. Durch eine gemeinsame Betrachtung und Bewirtschaftung aller Energieträger ergänzen diese sich gegenseitig und nutzen Synergieeffekte.Zentrales Element der LoCa-Theory ist die Energiezelle, im folgende einfach nur als Zelle bezeichnet. Dies besteht aus dem Verbindungseinheit (Port), einer Quelle (Source), einem Speicher (Storage), einem Konverter (Converter) und einem Verbraucher (Sink). Die Zelle selbst besitzt eine -Intelligenz- die Methoden zur Selbstastorganisation bereitstellt und den Betrieb innerhalb der Zelle managet. Im Mittelpunkt des Projektes steht die Entwicklung der dazugehörigen Theorie. Um die Er-gebnisse zu überprüfen, wird die Theorie in ein mathematisches Modell übersetzt und in einer Simulationsumgebung implementiert. Die vorgesehenen Untersuchungen beginnen mit kleinen übersichtlich strukturierten Energiesystemen um die Implantierung zu überprüfen. Am Ende sollen große und komplexe Energiesysteme berechnet werden, um die Leis-tungsfähigkeit der Methode zu demonstrieren. Die gesammelten Erfahrungen fließen zurück und verfeinern die Theorie.Die LoCA-Theorie bietet eine Methode, um Konzepte für Energiesysteme zu entwickeln und zu bewerten, sowie ein Werkzeug um mit Simulation unterschiedliche Konfigurationen zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
