Highlights aus 35 Jahren Forschung für die Transformation der Energiesysteme

1990 beauftragte die Bundesregierung das ISET mit dem wissenschaftlichen Mess- und Evaluierungsprogramm »250 MW Wind«. Bis 2006 wurden die Daten von 1500 Anlagen systematisch ausgewertet und in einer der weltweit größten Datenbanken über die Windenergie zusammengetragen und aufbereitet.

Das Prognosesystem des ISET ermöglicht Netzbetreibern eine zuverlässige Netz- und Marktintegration von Windenergie und trägt durch seine präzisen Vorhersagen
zu einem sicheren Netzbetrieb bei. Das spart zudem Kosten für Ausgleichsenergie und Regelleistung.

Das ISET hat die Entwicklung der Stromrichtertechnik für die Photovoltaik von den 1990er Jahren bis heute maßgeblich begleitet und wesentliche Impulse für industrielle Innovationen und Standards gegeben, z. B. patentierte spannungseinprägende Stromrichter, die zukünftig das Verbundnetz stabilisieren können.

Mit Hilfe von physikalischen Modellen und modernen Simulationsmethoden gelingt es dem ISET, Bleiakkumulatoren und heute auch Lithiumakkus auf dem Computer in ihrem Verhalten mit hoher Genauigkeit nachzubilden. Die Simulations-Software wird inzwischen weltweit in der Automobil- und Zulieferindustrie eingesetzt.

Das ISET war als Systemforschungsinstitut entscheidend an der Entwicklung, am Bau und am Betrieb der weltweit ersten großen Meeresströmungsturbinen-Pilotanlage vor der englischen Westküste beteiligt. Das ISET hat die Regelungstechnik entwickelt und mit Simulationen zur Konzeption und Dimensionierung bei diesem und weiteren Projekten beigetragen.

Das ISET erkennt früh das Flexibiltätspotential von Biogasanlagen und entwickelt Verfahren zur bedarfsgerechten Gasproduktion. Für Power-to-Gas als Langzeitspeicher entwickeln wir Reaktor- und Anlagenkonzepte
sowie Betriebsmodelle und Optimierungsverfahren.

2009 wird das ISET als einer von zwei Institutsteilen in das neue Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES aufgenommen. Unter der Leitung von Prof. Jürgen Schmid wird der Schwerpunkt Energiesystemtechnik weiter ausgebaut und die Mitarbeiterzahl wächst schnell von 180 auf 350.

Das Fraunhofer IWES begegnet mit dem Projekt »Regeneratives Kombikraftwerk Deutschland« der Skepsis, dass eine Stromversorgung auch mit 100 % erneuerbaren Energien stabil sein kann. Auf dieser Basis entwickelt es Systemdienstleistungen für die
Stabiltät der Stromnetze und virtuelle Kraftwerke mit vielen dezentralen Erzeugern.

Der Ausbau von Übertragungs und Verteilungsnetzen erhöht die Flexibilität zum Ausgleich der schwankenden Erzeugung und Lasten und reduziert damit den Speicherbedarf. Das Fraunhofer IWES entwickelt Ausbauszenarien und konkrete regionale Ausbaukonzepte sowie neue Verfahren zur kostenoptimierten Netzausbauplanung.

Die Systemkopplung von Strom, Wärme, Gas und Mobilität ermöglicht die Flexibilisierung von Erzeugung und Verbrauch in einem System mit stark volatilen Komponenten. Wir entwickeln Verfahren, Komponenten und Geschäftsmodelle für sektorenübergreifende Versorgungsstrukturen und Speichersysteme.

Das Projekt StEnSea, bei dem wir eine erste Pilotanlage eines Meeres-Pumpspeicherkraftwerks im Maßstab 1:10 entwickelt, gebaut und auf dem Grund des Bodensees erfolgreich getestet haben.

Mit dem globalen Power-to-X-Atlas zeigen wir die weltweiten Potenziale für den Import von grünem Wasserstoff und anderen erneuerbaren E-Fuels auf.

Im Kontext Wasserstoff decken wir mit unserer Forschung ein breites Spektrum ab, da die Wasserstofferzeugung, -speicherung und -nutzung eng verzahnt ist mit unseren Themen Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik. Dabei arbeiten wir besonders im Bereich grüner Wasserstoff, um die Energiewende weiterhin mitzugestalten.