EO4ER („Earth Observation for Energy Risks“) wurde von der ESA im Rahmen der Leitinitiative Destination Earth (DestinE) ausgewählt, um einen Prototyp für eine Digital Twin Component für den Energiesektor zu entwickeln. Das EO4ER-Konsortium besteht aus dem IT- und Softwareentwicklungsspezialisten OHB Digital Services, der anwendungsorientierten Forschungsgruppe Smart Grids der THU und dem Experten für Wolkenschätzungen und -vorhersagen Reuniwatt.
Reuniwatt, OHB Digital Services und die Technische Hochschule Ulm (THU) präsentieren ihr gemeinsames EO4ER-Gewinnerprojekt auf dem nächsten Open Science Meeting der ESA
Die Sonnenenergie ist die reichhaltigste Energieressource auf unserem Planeten; die Sonnenenergie, die in einer Stunde auf die Erdoberfläche trifft, entspricht ungefähr der Menge, die in einem Jahr durch alle menschlichen Aktivitäten verbraucht wird. Photovoltaik (PV)-Systeme sind daher eine der wichtigsten Quellen für erneuerbare Energien und stehen im Mittelpunkt der Energiewende.
Der Klimawandel wirkt sich jedoch auf die Leistung von PV-Anlagen aus, vor allem wegen des bevorstehenden Temperaturanstiegs und der Zunahme von extremen Wetterereignissen. Die Kenntnis der Qualität und Zuverlässigkeit der künftigen Einstrahlung sowie die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit von Extremsituationen sind für die Analyse der Leistung und der finanziellen Tragfähigkeit von Solarprojekten von entscheidender Bedeutung.
Zu diesem Zweck und im Einklang mit den Zielen des ESA-Programms „Digital Twin Earth“ konzentriert sich EO4ER auf zwei Anwendungsfälle im Zusammenhang mit Solarenergiesystemen:
Use Case 1 antizipiert die Auswirkungen der variablen Stromproduktion von PV-Anlagen auf den aktiven Betrieb von Niederspannungsnetzen mit Hilfe von stündlichen Vorhersagen der Solarstromproduktion, die auf den neuartigen Erdbeobachtungsfähigkeiten der MTG-Satellitenserie (Meteosat Third Generation, betriebsbereit ab 4. Dezember 2024) basieren.
Use Case 2 identifiziert Betriebsrisiken für große PV-Anlagen aufgrund von Extremsituationen und die langfristige Bewertung des Solarpotenzials auf der Grundlage von Klimaprojektionsdatensätzen und Was-wäre-wenn-Szenarien.
Mehr Zuverlässigkeit bei erneuerbaren Energien: Einblicke von EO4ER
Die anvisierten Hauptakteure sind sowohl einzelne Prosumer als auch Infrastruktur-, Netz- und Verteilnetzbetreiber. Für die Validierung der entwickelten Methoden wird ein Feldtestgebiet in Deutschland (mit mehr als 80 PV-Anlagen) in Betracht gezogen.
„Wir sind sehr stolz darauf, gemeinsam mit unseren wertvollen Partnern OHB DS und THU an diesem anerkannten Digital Twin Component-Projekt teilzunehmen. Wir wissen, dass die Solarenergie der Schlüssel für eine saubere Energiewende sein wird, und wir müssen sie so zuverlässig wie möglich machen. Dies wird dank effizienter Prognosen zur massiven und sicheren Einspeisung von PV in die Stromnetze in Europa und darüber hinaus möglich sein“, sagte Nicolas Schmutz, CEO und Gründer von Reuniwatt.
„Wir haben als erstes die besten Partner gesucht, um ein entsprechendes Digital Twin-Konzept auf die Beine zu stellen; wir haben sie mit EO4ER gefunden. Dieses Projekt zeigt unseren Willen, unsere Fähigkeiten im Bereich der Cloud-basierten Software-Architektur zu nutzen, um die zukünftige Entwicklung der Nutzung von EO im Kontext von Digitalen Zwillingen in Europa zu gestalten“, kommentiert Dr. Ingo Schoolmann, Projektmanager AI & Data Analysis bei OHB DS.
„Die Arbeit mit diesem Team an einer Digitalen Zwillings-Energiekomponente wird den Übergang zu 100% erneuerbarer Elektrifizierung unterstützen. Kurzfristige Prognosen auf Basis von MTG-Daten ermöglichen es den Verteilnetzbetreibern, einen sicheren Betrieb ihrer Netze bei höherer Auslastung durch die Einspeisung von Photovoltaik zu gewährleisten. Die hohen Investitionen in erneuerbare Energien sind mit den Risiken des Klimawandels konfrontiert und erfordern Instrumente zur Bewältigung dieser Risiken. EO4ER gibt uns die Möglichkeit, beide Use Cases im Smart Grid Lab an der THU und im Feld zusammen mit verschiedenen Stakeholdern zu testen, eine sehr befriedigende Gelegenheit“, schloss Prof. Gerd Heilscher, Leiter der Smart Grids Research Group an der THU.
Das Konsortium wird sein EO4ER-Projekt gerne auf der nächsten ESA Digital Twin Earth Components vorstellen: Open Science Meeting in Frascati, Italien, vom 3. bis 5. Februar 2025.
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