虽然越来越多的电力来自供应变化的来源 - 无论是风力涡轮机，太阳能发电场还是生物质设施 - 电网结构，工业和私人家庭都还没有准备好应对不可避免的波动。智能能源管理系统是建立稳健供应网络的方式，并确保尽可能有效地利用可再生能源。弗劳恩霍夫能源联盟的研究人员将在今年的汉诺威工业博览会上展示他们为能源供应商，中小型企业和家庭提供的能源解决方案。
“风能，太阳能和沼气都是具有自身优势和劣势的能源。而且，通过巧妙地结合各自的优势，我们将能够保证德国的能源供应未来，”Kurt Rohrig博士说。 ，位于卡塞尔的弗劳恩霍夫能源与能源系统技术研究所IWES副主任。但是，当有一大批个别小型能源生产商在不同时间向电网输送能源时，会发生什么呢?电网的可靠运行在技术上是否仍然可行?在“联合发电厂2”研究项目中，科学界和工业界都回答了这个问题。他们的理念是：使用软件平台将众多小型能源供应商聚集在一个“虚拟发电厂”中。
软件平台将分散的提供商聚集在一起
专家们已经进行了一项测试，表明这种设置在实践中确实可靠地运行，结合了众多风电场，沼气和光伏设施，在虚拟联合循环发电厂中提供超过80兆瓦的总输出。由于小型供应商协同工作，可以通过电网或使用可根据需要进行调节的沼气设施来平衡风和太阳的区域差异。剩余能量被储存或转化为热量。结果是一个强大的网络仍然分散，但仍然可以作为能源交易市场中的一个更大的单位运作。而且，虚拟发电厂中的设施不仅可以通过软件平台进行管理和监控; 产生的能量也可以上市。
“综合发电厂2项目的结果表明，即使纯粹依赖可再生能源，网络可靠性也能得到保证，”Rohrig博士说。Fraunhofer IWES为各种应用提供相关的控制机制和预测系统，包括风能管理系统和能源行业的区域虚拟发电厂。
动态能源管理系统
越来越多的公司使用太阳能装置或从制造废物中回收能量的系统自行发电，以降低成本。现在，马格德堡Fraunhofer工厂运营和自动化IFF研究所的研究人员开发了动态能源管理系统，可以有效地管理分布式能源供应商，存储和当前能源消耗。安装在公司中，这样的系统确定一旦向HVAC系统供电，是否仍有足够的可再生能源可用于为电动公司车辆的车队充电。为了使系统能够完全自动运行，首先测量所需能量的量和在给定日期预期产生的功率量以进行总体规划。在详细的规划阶段，在接下来的十五分钟内提供数据。研究人员使用专门针对特定复杂基础设施进行培训的神经网络进行预测，然后系统会自动使用该预测来优化下一刻钟的能源使用情况。
“我们需要改变我们的想法，从现在常见的消费电力转向供应商的消费。智能和动态管理系统确保能源始终高效使用，”Fraunhofer IFF的Przemyslaw Komarnicki博士解释道。
智能能源在家庭中使用的技术
屋顶上的太阳能电池和地下室的小型热电联产电厂，家庭也在发电。但是，家庭产生的能量很少足以满足全年的综合能源需求。唯一的选择是购买能源 - 最好是在最便宜的时候购买。“如果能够巧妙地将独立产生的能源与可变能源关税和存储相结合，那么可以节省大量资金，”埃尔兰根弗劳恩霍夫集成电路研究所的Jasmin Specht说。为了实现这一目标，Fraunhofer IIS，Fraunhofer ISE和Fraunhofer IWES的研究人员正致力于开发一个名为OGEMA 2.0的开放式软件平台，该平台将有效地开发模块化能源管理系统。
OGEMA 2.0能源管理系统可以控制能源生产，存储和消耗设备，以实现其最佳使用。它们不仅可以最大限度地利用房屋或公寓中独立产生的能源，还可以让用户储存多余的能量，并在需要时召回。除了提供密钥管理功能之外，系统还可以与智能能源网络中的其他参与者通信。这允许积极地促进供应稳定性和包含到虚拟发电厂中。
通过应用程序确保能源管理
智能能源管理系统可通过各种接口访问，包括智能手机，平板电脑和计算机。例如，OGEMA 2.0使应用程序能够告诉用户他们是否会更好地利用太阳能电池自身产生的能量，或者是否应该将其输入电网。这些应用程序还能够跟踪可变能源关税，并自动计算何时以及如何最好地使用连接设备，如热泵，存储系统，空调系统和其他较小的能源消费者。OGEMA 2.0甚至可以经济高效地为电动汽车充电，E-Car Communication Manager(ECM)协调各种充电点(直流和交流电)，驾驶员和汽车电池系统之间的通信。该系统具有最高安全级别，符合BSI(联邦信息安全局)的保护配置文件。这意味着智能手机用户还可以在移动中安全访问OGEMA 2.0。
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