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Integration sozial-ökologischer Faktoren in die Energiesystemmodellierung am Beispiel von Entwicklungspfaden für den Windenergieausbau in Deutschland

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die gesellschaftliche Akzeptanz wird immer mehr zu einem begrenzenden Faktor bei der Umsetzung der Energiewende. Der Ausbau der Windenergie ist aus heutiger Sicht nur noch bedingt eine technische oder ökonomische Herausforderung als vielmehr eine gesellschaftliche. Da die heutigen politischen Rahmenbedingungen der Energiewende häufig aus den Erkenntnissen der Energiesystemmodellierung abgeleitet werden, erscheint es notwendig, verstärkt sozial-ökologische Erkenntnisse zu integrieren. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik, mit der neben den technischen und ökonomischen zusätzlich auch die sozial-ökologischen Kriterien des Windenergieausbaus in die Energiesystemmodellierung integriert werden können. Das Vorgehen ist dabei wie folgt: Auf Grundlage einer Vielzahl von untersuchten Einflussfaktoren auf die Akzeptanz von Windenergie wird ein Belastungsgrad definiert, wodurch der sozial-ökologische Effekt von Windenergie auf Landkreisebene abgebildet werden kann. Auf Basis des ermittelten Ausbaupotenzials von Onshore Windenergie in Deutschland werden ein ökonomisches und insgesamt vier sozial-ökologische Ausbauszenarien entwickelt, um die Menge und vor allem die Standorte zukünftiger Windleistungen zu optimieren. Die Modellierung eines vollständig erneuerbaren deutschen Stromsystems im Jahr 2050 erfolgt mit dem Open Source Strommarktmodell renpassG!S. Im Vergleich zu einem ökonomisch gesteuerten Ausbau, zeigen die Simulationsergebnisse der sozial-ökologischen Szenarien eine gleichmäßigere Verteilung zukünftiger Windenergieanlagen. Die Ergebnisse zeigen auf, dass ein sozial-ökologischer Windenergieausbau zu geringfügig höheren Kosten für das Energiesystem führt. Ein alleinig ökonomischer Ausbau erscheint anlässlich wahrscheinlich abnehmender Akzeptanz von Windenergie nur bedingt umsetzbar. Demnach stellt die Beachtung sozial-ökologischer Faktoren beim Windenergieausbau gegebenenfalls trotz höherer Kosten die günstigste Möglichkeit dar, um eine Umsetzung der Energiewende grundsätzlich realisieren zu können.

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Thomas Auer, Thomas Schmid, Sen Dong, Kristoffer Kramer
Nutzersensibilisierung für die Ressource Strom
Sensibilisierung für die Ressource Strom durch benutzernahe Visualisierung und interaktiven Wettbewerb
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Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3079
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Durch das System der jährlichen Abrechnung ist es dem Nutzer in der Praxis weder möglich Rückschlüsse aus seinem aktuellen Verhalten zu ziehen, noch seinen Einfluss auf den Stromverbrauch zu kontrollieren. Das heißt Verbraucher können nur ahnen, welche Verhaltensmuster einen geringen oder hohen Einfluss auf die Stromrechnung haben. Der Verbraucher steht vor der Herausforderung, ein quantitatives Gefühl für Energie zu entwickeln. Es ist notwendig, die kurz- und langfristigen Auswirkungen unseres Verhaltens unmittelbar und quantifiziert nachvollziehen zu können. Mit Hilfe eines ausreichend hoch aufgeschlüsselten Gesamtstromes ist dies möglich, da die dem Verbraucher zur Verfügung gestellten Daten unmittelbar Rückschlüsse auf das Verhalten aufzeigen. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine Sensibilisierung im Umgang mit der Ressource Strom zu bewirken. Die alltägliche Stromnutzung soll für den Verbraucher greifbarer, bewusster und quantifizierbarer werden. Das Projektergebnis soll ein einfaches aber wirkungsvolles Instrument bieten, um den eigenen Stromverbrauch über leicht verständliche Visualisierungen quantifizierbar zu machen.

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M. Norbert Fisch, Thomas Wilken, Franziska Bockelmann, Daniel Houschka
Dezentrale, modulare Stromspeicher zur Eigenstromsteigerung in EffizienzhausPLUS Gebäuden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3162
2019, 127 S., 98 Abb. u. 30 Tab., Softcover
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Das Im Forschungsprojekt untersuchte zweigeschossige Wohnhaus Berghalde wurde im Oktober 2010 im EffizienzhausPLUS-Standard fertiggestellt. Neben einem bilanziellen Jahresüberschuss wird die Steigerung des Eigenstromanteils durch ein Lastmanagement bzw. die Nutzung der thermischen Masse verfolgt. Im vorliegenden Forschungsprojekt liegt nun der Schwerpunkt auf der Einbindung und Nutzung von Stromspeichern, um den Eigenstromanteil von rund 30 Prozent (im Mittel der ersten Betriebsjahre) weiter zu steigern. Im Kontext der Speichereinbindung werden die Kosten analysiert und die verschiedenen Speichertypologien und deren Anwendung im Ein- und Mehrfamilienhaus mit dem Ziel bewertet, die Übertragbarbarkeit auf zukünftige Bauprojekte, auch Bestandsgebäude mit PV-Anlagen, besser beurteilen zu können. Ein weiterer Themenschwerpunkt im Forschungsprojekt ist die Betrachtung von Bestandsanlagen, deren Verträge zur Einspeisevergütung in den kommenden Jahren auslaufen werden. Der überwiegende Teil dieser Anlagen speist den regenerativ erzeugten Strom in das öffentliche Netz ein. Hier müssen Konzepte zur Eigennutzung des PV-Stroms entwickelt und aufgezeigt werden. Für die Integration von Stromspeichern als wesentlicher Baustein zur Eigenstromnutzung werden dabei große Potentiale gesehen.

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Dirk Timmermann, Vlado Altmann, Jan Skodzik, Tim Wegner, Arne Wall, Hannes Raddatz
Offene Schnittstellen im Smart Home unter Verwendung semantischer Plug and Play Technologien. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3007
2017, 200 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Im Rahmen des Projektes wurde zunächst der Stand der Technik gründlich analysiert. Dabei wurden die Kommunikationsgrundlagen untersucht, die für die Durchführung des Projektes erforderlich sind. Anschließend erfolgte eine Analyse der in der klassischen Gebäudeautomation zum Einsatz kommenden Technologien und der aktuellen Entwicklungen im Smart Home. Damit bei einem Einsatz von neuen Technologien die alte Technik nicht vollständig verdrängt werden muss, wurde als erster Aspekt des Projektes die Integration der Legacy-Technologien in Web-Service-Umgebungen untersucht. Ein kompletter Umstieg auf eine neue Technologie ist mit höheren Kosten verbunden, da alle bestehenden Installationen in diesem Fall vollständig modernisiert werden müssen. Eine kostengünstige Lösung ist dagegen eine schrittweise Modernisierung. Dabei werden nur einige Geräte ersetzt oder neue Geräte installiert. Die bestehenden Geräte sollen weiterhin genutzt und in die neue Installation integriert werden.

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Mathias Dalheimer
Energiemanagement für Mietwohnungen mit Open-Source Smart Metern (EMOS). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2951
2015, 112 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Projekt "Energiemanagement für Mietwohnungen mit Open-Source Smart Metern"(EMOS) wurde der Einsatz von Smart Metering-Techniken speziell in Mietwohnungen evaluiert. In Deutschland wohnt gut die Hälfte der Bevölkerung in Mietwohnungen. Das durchschnittliche Alter einer Mietwohnung beträgt rund 50 Jahre - das Modernisierungspotential ist enorm. Gleichzeitig haben Mieter oft keinen Einfluss auf Fassadendämmung, Erneuerung des Heizungssystems oder ähnliche Maßnahmen. Die Zielsetzung des Projektes ist daher, den Mietern Handlungsspielräume aufzuzeigen und gegebenenfalls auch Verhaltensänderungen herbeizuführen, die letztlich zu einer Reduktion des Energieverbrauchs führen.

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A. Wobben
Fertigung und Erprobung von wartungsarmen Windenergiekompaktanlagen von 80 kW unter industriellen Bedingungen
Bauforschung, Band T 2385
1990, 22 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen dieses Vorhabens wurden 5 Windenergieanlagen mit einer installierten Leistung von je 80 kW aufgebaut. Der Prototyp dieser Anlage wurde 1988 entwickelt und Ende 1988/Anfang 1989 beim Produktionsbetrieb der Fa. ENERCON in Aurich installiert. Diese Anlage dient seitdem als "Testanlage". Der neue Typ ENERCON-17/80 kW wird in einer Nullserie von 5 Stück an verschiedenen Standorten in Deutschland getestet. Es wurden die Funktionen "Verfügbarkeit" und "Energieausbeute" nachgewiesen. Durch Wahl einer Kompaktbauweise soll nachgewiesen werden, daß industrielle Fertigung auch im Bereich des Windenergieanlagenbaus machbar ist. Durch Vorbereitung auf eine Serienproduktion dieses Anlagentyps soll die Wirtschaftlichkeit der Windenergieanlagen bis 100 kW entscheidend verbessert werden. Mit der Wahl von verschiedenen Standorten werden auch verschiedene Anwendungsbereiche dargestellt. Es sind dies: 2 kommunale Kläranlagen, 1 Wasserwerk, 1 Gewerbetreibender und 1 Sperrwerk. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Schmitt, Thomas
Erneuerbare Energien in Nordafrika. Die Inwertsetzung der Sahara-Sonne
Geographische Rundschau, 2020

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Denzler, Lukas
Eine Gratwanderung
Tec 21, 2020

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Germies, Jürgen
Dezentrale Energieversorgung - wie die Umstellung gelingt.
Transforming cities, 2020

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Urbansky, Frank
Wohnungswirtschaft muss nun auf E-Mobilität setzen. Gebäude-Elektromobilitätsinfrastruktur-Gesetz. (kostenlos)
DW Die Wohnungswirtschaft, 2020

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Bernotat, Benjamin
Die Zukunft der erneuerbaren Energien
Der Facility Manager, 2020

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