Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Sonderforschungsbereich/Transregio – Gaslieferung ohne Umwege

23.10.2014

Hier sind viele Gleichungen im Spiel: Wenn Mathematiker das deutschlandweite Gasnetz simulieren und optimieren, ist umfassendes Fachwissen gefragt. Wie sich die Versorgung verbessern lässt, will die Deutsche Forschungsgemeinschaft ermitteln.

An dem neuen Vorhaben mit dem Titel „Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken“ sind Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) beteiligt. Es ist ein Transregio-Sonderforschungsbereich, der sich auf mehrere Standorte verteilt; Sprecherhochschule ist die Universität Erlangen-Nürnberg.

Ob die Energiewende gelingt, hängt stark von einer zuverlässigen, sicheren, effizienten und finanzierbaren Energieversorgung ab. Gleichzeitig geht es um eine saubere, umweltfreundliche Erzeugung. Hier ist Gas als Energieträger bedeutsam, denn es ist ausreichend vorhanden, schnell verfügbar und speicherbar.

Es geht nicht nur um technische und physikalische Grundregeln des Gasflusses. Mit der Liberalisierung der Energiemärkte liegen Handel und Transport in den Händen unterschiedlicher Unternehmen.

„Sie tauschen nur begrenzt Informationen aus, müssen aber zusammen marktregulatorische Bedingungen einhalten. Dazu gehört der diskriminierungsfreie Zugang zum Netz: Jeder Kunde kann zunächst Kapazitäten bestellen, um dann Gasmengen zu festen Zeiten an bestimmten Orten in das Netz ein- oder auszuspeisen“, erklärt UDE-Mathematiker Prof. Dr. Rüdiger Schultz.

Dabei seien kurzfristige Umbuchungen möglich. Der Transporteur prüft, was technisch-physikalisch möglich ist, d.h. ob im Netz noch genügend Platz ist. Ein komplexes Problem, das schnell gelöst werden muss.

Mit der mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung wollen die Wissenschaftler Antworten finden, um hier einen neuen Qualitätsstandard anzubieten. Herausfordernd sei unter anderem, dass man mit unvollständigen Informationen arbeite, sagt Schultz: „Der Bedarf ist sehr unterschiedlich, wobei das Netz nicht beliebig starken Schwankungen nachkommen kann. Den Druckabfall durch Reibung des Gases an der Rohrwand kompensieren Verdichter, deren optimale Steuerung wir ebenfalls berücksichtigen müssen. So wird die Frage der technischen Durchleitbarkeit mathematisch äußerst anspruchsvoll.“

Soll heute Gas transportiert werden, so erarbeiten hochqualifizierte Ingenieure und Mathematiker durch Simulationsverfahren einen Lösungsvorschlag. Das kann mehrere Stunden bis Tage dauern. „Wenn wir dafür Gleichungen und Algorithmen entwickeln, kann man künftig Transportzusagen nach wenigen Minuten treffen. Das spart enorme Kosten.“

„Hunderttausende Variablen spielen mit – dazu reicht es nicht, nur schnelle Rechner zu haben. Es bedarf der Entwicklung von mathematischen Methoden, die in wissenschaftliches Neuland führen“, so Schultz, der sich nun in weit verzweigte Pläne mit Einspeisestellen, Hauptleitungen und Abnehmern vertieft. Innerhalb der Mathematik sind die Teilbereiche der Numerik, Analysis und der Optimierung gefragt, und damit die Expertise an der UDE.

Die DFG fördert den Transregio (TRR 154) für dreimal vier Jahre im ersten Zeitraum insgesamt mit 4,7 Millionen Euro. Beteiligt sind neben den Universitäten Erlangen-Nürnberg und Duisburg-Essen die TU Darmstadt, die HU sowie die TU Berlin, das Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin (ZIB), und das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS).

Weitere Informationen:
Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger Schultz, Tel. 0201/183-6880, ruediger.schultz@uni-due.de

Katrin Koster | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-duisburg-essen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Licht ermöglicht „unmögliches“ n-Dotieren von organischen Halbleitern
23.11.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Leistungsfähigere und sicherere Batterien
23.11.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung