Für eine erfolgreiche Energiewende sind Computermodelle unverzichtbar, denn ohne Software ist die Prognose von Erzeugung, Verbrauch und Transportkapazitäten in einem dynamischen System schier unmöglich. Noch gibt es für all die unterschiedlichen Software-Tools jedoch keinen gemeinsamen Standard. Die Helmholtz-Gemeinschaft will das nun ändern.
Mit der Helmholtz Energy Computin Initiative (HECI) präsentiert die HGF nun eine Plattform, auf der erstmals zugangsfreie Benchmarks, skalierbare Methoden, realistische Daten, sowie Open-Source-Software für die Projektierung und Optimierung künftiger Energiesysteme bereitstehen - und das kostenlos und quelloffen.
Die Tools im Überblick
Unter den zahlreichen Angeboten der HECI befindet sich beispielsweise die kostenlose Software-Toolbox „Python for Power System Analysis“ (PyPSA), mit der moderne Stromversorgungssysteme simuliert und optimiert werden können. Beim Bestimmen von Transformationspfaden des Gesamtsystems hilft das „Framework for Integrated Energy Assessment“ (FINE) – eine Software, die speziell dafür entwickelt wurde, sektorübergreifende Energiesysteme zu verbessern.
Für die Lösung typischer Optimierungsprobleme beim Ausbau erneuerbarer Energien stehen neu entwickelte Algorithmen wie der „McCormick-based Algorithm for mixed-integer Nonlinear Global Optimization“ (MAiNGO) oder auch das „Time Series Aggregation Module“ (tsam) zur Verfügung. Neben den Softwareangeboten finden sich auf der HECI-Plattform außerdem Datensätze sowie auch Benchmarks, also fertige Energiesystemmodelle inklusive Daten zur Bewertung von Methoden der Simulation und deren Weiterentwicklung.
Auch international hilfreich
Ein Zusammenspiel der unterschiedlichen Werkzeuge ermöglicht, optimale Betriebs- und Investitionsentscheidungen in Energiesystemen einzelner Liegenschaften bis hin zu europäischen Übertragungsnetzen zu treffen und dabei gleichzeitig auf eine Erfüllung der Klimaziele von Paris hinzuarbeiten.
Realisiert wurde die HECI-Plattform von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Rahmen der gemeinsamen Helmholtz-Initiative „Energie System 2050“.
Namhafte Forschungseinrichtungen beteiligt
Beteiligt waren neben dem KIT das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Forschungszentrum Jülich (FZJ), das Helmholtz-Zentrum Potsdam (GFZ), das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP – assoziiert) sowie das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). (ls)
