Der Preis für wissenschaftliche Artikel aus dem ETSi-Zeitraum wurde verliehen: Januar-März 2022
Veröffentlichungsdatum
Die Jury des Wissenschaftlichen Artikelpreises der Höheren Technischen Schule für Ingenieurwesen (ETSi) hat einstimmig beschlossen, den Wissenschaftlichen Artikelpreis der ETSi: Januar-März 2022 an die folgenden Arbeiten zu verleihen:
- „Angesichts des hohen Anteils fluktuierender erneuerbarer Energien im Stromnetz: Anforderungen an Flexibilität und Stabilität“,
Applied Energy, Band 310, März 2022. DOI 10.1016/j.apenergy.2022.118561.
Autoren: Karla Belén Guerra Huilca, Pedro García Haro, Raúl E. Gutiérrez, Alberto Gómez Barea.
Institut für Chemie- und Umwelttechnik, Universität Sevilla.
Die Europäische Union (EU) hat eine Reihe von Maßnahmen entwickelt, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen und die Dekarbonisierungsziele der Energiesysteme zu erreichen. Im Stromsektor würden die Emissionsrichtwerte des Pariser Abkommens bis 2030 zu einer Senkung der Emissionsintensität um bis zu 75–80 kg CO₂/MWh und bis 2040 zu nahezu null führen. In diesem Kontext haben sich erneuerbare Energiequellen dank Klimapolitik, Förderprogrammen, technologischer Entwicklung und Kostensenkungen zu wettbewerbsfähigen Technologien für die Stromerzeugung entwickelt. Stromnetze mit einem hohen Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien (VEE: Wind- und Solarenergie) stellen Netzbetreiber aufgrund der erhöhten Flexibilitäts- und Stabilitätsanforderungen vor Herausforderungen.
Diese Studie analysiert das Verhalten eines realen Stromnetzes mit einem hohen VEE-Anteil. Zur Simulation des zukünftigen Stromnetzes wurde ein regelbasiertes Modell namens „Future Renewable Energy Performance into the Power System“ (FEPPS) entwickelt. Die Flexibilitätsanforderungen des zukünftigen Stromnetzes wurden aus Flexibilitätsbeschränkungen, Stabilität (Trägheit) und erwarteten Änderungen der Netzverbindungen ermittelt. Die Ergebnisse des Modells (angewendet in Spanien) zeigen, dass die ambitionierten Ziele zur Dekarbonisierung des Stromnetzes aufgrund dieser Anforderungen unrealistisch sind. Der Anteil erneuerbarer Energien beträgt 33 % für 2030 und 35 % für 2040 und liegt damit deutlich unter den von nationalen und internationalen Organisationen prognostizierten Werten. Die CO₂-Äquivalentemissionen werden auf 157 bzw. 159 kg CO₂/MWh reduziert, was deutlich über den Zielen des Pariser Abkommens liegt. Darüber hinaus ermöglicht kein Szenario die Erreichung der geplanten Umweltziele. Daher legen die Ergebnisse nahe, dass in Stromsystemen mit mehr als 39 % erneuerbarer Energie neue Technologien mit Emissionen unter ∼113 kg CO2/MWh, maximalen Kosten von ∼€134/MWh und einer Trägheitskonstante von mehr als 5 s in Betracht gezogen werden sollten.
- „Marktbasiertes Clustering modellprädiktiver Regler zur Maximierung der Energieausbeute von Parabolrinnen-Solarkraftwerken“,
Applied Energy, Band 306, Januar 2022. DOI 10.1016/j.apenergy.2021.117936.
Autoren: Eva Masero Rubio, José Mª Maestre Torreblanca und Eduardo F. Camacho,
Institut für Systemtechnik und Automatisierung, Universität Sevilla.
In diesem Artikel schlagen die Autoren ein dynamisches Clustering prädiktiver Regler vor, das auf einer Strategie basiert, die vom Intraday-Strommarkt inspiriert ist. Ziel ist die Maximierung der thermischen Leistung in Parabolrinnen-Solarkraftwerken. In diesen Kraftwerken wird jeder Solarkollektorkreislauf individuell von einem Akteur gesteuert, der je nach Betriebsbedingungen Wärmeträgerfluid (HTF) am Markt bereitstellt oder nachfragt. Sobald eine HTF-Transaktionsvereinbarung zwischen den Kreisläufen getroffen wurde, bilden die beteiligten Akteure eine Gruppe oder Koalition und agieren als eine einzige Steuerungseinheit. Daher wird die dynamische Bildung von Koalitionen prädiktiver Regler (PCC) gefördert, um das Gesamtregelungsziel zu verbessern und somit die von der Anlage erzeugte thermische Energie zu steigern. Abschließend wird die vorgeschlagene Methode anhand der Simulation zweier solarthermischer Felder unterschiedlicher Dimensionen evaluiert und mit anderen prädiktiven Regelungsverfahren verglichen. Die Ergebnisse dieser Koalitionsregelung zeigen eine Leistungssteigerung von bis zu 12 % gegenüber herkömmlichen Reglern sowie die Möglichkeit der Echtzeit-Implementierung zur Regelung von Solargroßanlagen.
Die Jury für den Preis für wissenschaftliche Artikel der Amtszeit der Higher Technical School of Engineering ETSi: Januar-März 2022 bestand aus Herrn Emilio Freire Macías als Präsident und Mitgliedern, Herrn Alfonso Miguel Gañán Calvo, Frau Juana María Mayo Núñez, Frau Consuelo Arahal Junco, Frau Lourdes García Rodríguez und Herrn Alejandro Carballar Rincón, der neben seiner Mitgliedschaft auch als Sekretär fungierte.
Nach der Begutachtung der für den Preis eingereichten Artikel tauschten die Jurymitglieder ihre Meinungen aus und bestätigten die hohe Qualität aller Publikationen. Die Jury lehnte die Nominierung einer Arbeit (von sehr hoher wissenschaftlicher Qualität) ab, da diese nicht den Preisrichtlinien entsprach, die die explizite Angabe der Zugehörigkeit des Erstautors zur ETSi oder einem ihrer Fachbereiche in der Autorensignatur vorschreiben. Für zukünftige Einreichungen wird empfohlen, die Richtlinien der Universität Sevilla für die Signierung wissenschaftlicher Publikationen zu beachten .
