Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Planungstool für die Energiewende: Open Source Plattform für Stromnetze

05.12.2016

Wie viel Strom fließt wann und wo durch die Netze? Wo gibt es Engpässe, wo Überkapazitäten? Was passiert, wenn Windräder und Solarzellen zusätzliche Energie einspeisen? Die Antworten auf diese Fragen sind für die Energiewende essenziel – nicht nur in Deutschland, sondern weltweit. Doch um planen zu können, muss man die Infrastruktur sehr genau kennen. Per Crowdsourcing sammeln jetzt Forscher der Technischen Universität München (TUM) Daten, die über eine Open Source Plattform von jedermann genutzt werden können.

Hunderte Freiwillige sind schon unterwegs und täglich werden es mehr. Ausgerüstet mit der OpenGridMap-App auf ihren Smartphones streifen sie durch München, Berlin, Tokyo und sogar durch Teheran. Wieder ein neues Handy-Spiel? „Nein, wir jagen keine Pokémon“, versichert Jose Rivera, Leiter des Projekts OpenGridMap. „Was uns interessiert, ist die elektrische Infrastruktur: Hochspannungs- und Niederspannungsleitungen, Trafohäuschen, Umspannungseinrichtungen, Windräder und Solaranlagen.“


Punkt 63084505 auf der OpenGridMap, einer Solaranlage in der Nähe der TU München

Foto: OpenGridMap / TUM


Hose Rivera (links) mit seinem Team (Viktor Vaklinov, Klaus Schreiber, Prerona Ray Baruah, Qunjie Zhou und Tanuj Ghinaiya; vlnr) vor Punkt 63084505 der OpenGridMap

Foto: Andreas Battenberg / TUM

Die Nutzer der App übermitteln Fotos und Standortdaten an den Server in der Informatik-Fakultät der TU München. Dort werden die Informationen analysiert, ausgewertet und am Ende in das Open Source Landkartensystem OpenStreetMap hochgeladen.

Die Energiewende planen

Das Ziel ist eine Weltkarte der Stromnetze. „Diese ist eine Grundvoraussetzung für eine Energiewende – nicht nur bei uns, sondern in allen Ländern der Erde. Man kann einen Umbau der Energie-Versorgung nur dann planen, wenn man genau weiß, wo Leitungen liegen, an welchen Stellen der Strom aus den Hochspannungsleitungen transformiert und in die Niederspannungsnetze eingespeist wird“, erläutert Prof. Hans-Arno Jacobsen, Leiter des Lehrstuhls für Energieinformatik und Middleware an der TUM.

Auf dieser Basis lässt sich dann beispielsweise simulieren, wie sich die Einspeisung regenerativer Energien auf das Gesamtnetz auswirkt, wo Engpässe oder Überkapazitäten entstehen und wo Speichergebaut werden könnten.

Für solche Berechnungen fehle bisher eine solide Datenbasis, so Rivera: „Natürlich kennt jeder Energieversorger seine Netze, aber es gibt viele Energieversorger und nur wenige machen ihre Daten öffentlich zugänglich. In den Schwellenländern kommt erschwerend hinzu, dass die Informationen oft nicht einmal digitalisiert sind. Eine Firma zu beauftragen, die Infrastruktur für komplette Kontinente oder gar die ganze Welt zusammenzustellen, wäre für die Forscher unbezahlbar.“

Die Crowd nutzen

Die kostengünstige Alternative: Crowdsourcing. Das Team der TU München musste dabei nicht bei Null anfangen: Eine Community von Freiwilligen sammelt seit mehr als 10 Jahren Daten für die Wiki-Weltkarte OpenStreetMap. In diesem öffentlich zugänglichen Datensatz befinden sich auch Informationen zu den Stromnetzen. „Diese sind allerdings zu unvollständig und nicht verifiziert“, erklärt Rivera. „Und genau das wollen wir jetzt ändern.“

Vor einem halben Jahr hat der Forscher vom Lehrstuhl für Energieinformatik und Middleware seine OpenGridMap-App in den Google Playstore eingestellt und seit dem sucht er Freiwillige, die mit ihren Smartphones Windräder, Solaranlagen, Trafohäuschen und Stromleitungen kartieren.

Rivera überprüft die Informationen – ist ein Trafohäuschen wirklich ein Trafohäuschen? – und lädt die Daten in die Open-Source-Landkarte hoch. Dort wird das Netz der verifizierten Stromnetze immer dichter. Wie ein Geflecht von Adern durchziehen die roten Linien die Karte.

Je engmaschiger das Netz der kartierten Punkte, desto mehr Informationen lassen sich generieren. In Garching beispielsweise, wo besonders viele Freiwillige unterwegs sind, konnte der Forscher mit Hilfe eines neuen Algorithmus die Lage der unterirdischen Leitungen berechnen, die zu den Häusern führen.

Informationen gewinnen

Die Daten aus dem Projekt sollen Ingenieuren und Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zur Verfügung stehen. „Mögliche Anwendungen für die OpenGridMap gibt es viele,“ betont Prof. Jacobsen: „Man könnte untersuchen, ob es möglich ist, ein Bundesland wie Bayern energieautark zu machen.“ Und wer die Infrastruktur in Schwellen- und Entwicklungsländern verbessern wolle, erkenne auf einen Blick, wie weit ein Dorf von der nächsten Stromleitung entfernt ist.

Kein Wunder, dass das Projekt OpenGridMap auf großes Interesse stößt: Siemens ist Mentor in dem Projekt und auch die Weltbank unterstützt das Vorhaben. Weitere Förderung erhält es durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative Software Campus und die Alexander von Humboldt Stiftung.

Publikationen:

Jose Rivera, Johannes Leimhofer, and Hans-Arno Jacobsen.
OpenGridMap: towards automatic power grid simulation model generation from crowdsourced data.
Computer Science-Research and Development (2016): 1-11 – DOI: 10.1007/s00450-016-0317-4

Jose Rivera, Christoph Goebel, David Sardari, and Hans-Arno Jacobsen. "OpenGridMap: An Open Platform for Inferring Power Grids with Crowdsourced Data." DA-CH Conference on Energy Informatics. Springer International Publishing, 2015 – DOI: 10.1007/978-3-319-25876-8_15

Kontakt:

José Rivera
Technische Universität München
Boltzmannstr. 3, 85748 Garching, Germany
Tel.: +49 89 289 18452 – E-Mail: j.rivera@tum.de – Web: http://www.opengridmap.com/

Weitere Informationen:

https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/detail/article/33578/ Link zur Pressemitteilung
http://link.springer.com/article/10.1007/s00450-016-0317-4 Link zur Originalpublikation
http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-25876-8_15 Link zur Originalpublikation

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Netzspannung und Lastströme live und präzise im Blick
24.04.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Seilzugsensor MH60 – erfolgreicher Einsatz in rauer Umgebung
20.04.2018 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

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: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Silizium als neues Speichermaterial für die Akkus der Zukunft

25.04.2018 | HANNOVER MESSE

IAB-Arbeitsmarktbarometer: Trotz Dämpfer auf gutem Niveau

25.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

AWI-Forscher messen Rekordkonzentration von Mikroplastik im arktischen Meereis

25.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics