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Das Energiesystem ist bereits heute durch einen sehr hohen Grad an Komplexität geprägt, der sich in Zukunft aufgrund der Speicherung und sektoralen sowie räumlichen Verteilung von erneuerbaren Energien weiter erhöhen wird. Ziel des Projekts METIS ist es diese Komplexität in der Energiesystemoptimierung abzubilden, um robuste und sektorübergreifende CO₂-Reduktionsstrategien herzuleiten. Dazu werden sowohl neue Methoden zur systematischen Komplexitätsreduktion entwickelt und angewandt, als auch neue Optimierungsalgorithmen hergeleitet, welche in der Lage sind die parallelen Rechenressourcen von Supercomputern effizient auszunutzen. Die Methoden und Ergebnisse werden open-source zur Verfügung gestellt.

Aktuelles

Gespräche mit interessierten Besuchern zur Komplexität von Energiesystemen

Komplexitätsreduktion zum Tag der Neugier am Forschungszentrum Jülich

Am 07.07.2019 hat das Forschungszentrum Jülich zum Tag der offenen Tür eingeladen.

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Weitere Meldungen

Forschung

Komplexitätsreduktion

Um optimale Investitions- oder Betriebsentscheidungen in einem komplexen Energiesystem zu treffen, wird ein ganzheitliches Komplexitätsmanagement entwickelt, das den Kompromiss zwischen Komplexität und erforderlicher Modellgenauigkeit evaluieren kann. Für die räumlichen und zeitlichen Komplexitätsdimensionen wird dies durch neuartige Datenaggregationsmethoden erweitert, um Modellkomplexität reduzieren zu können, damit dadurch zuverlässige erneuerbare Energiesysteme entworfen werden können.
Komplexitätsmanagement
Zeitliche Aggregation
Räumliche Aggregation

Parallelisierung

Die heutigen Rechenressourcen können von vielen parallel-arbeitenden Einheiten beschrieben werden. Die derzeit verfügbaren Löser für mathematische Probleme sind jedoch nur bedingt parallelisierbar, weshalb in diesem Projekt neuartige Zerlegungsmethoden entwickelt und angewendet werden.
Hochperformantes Rechnen
Dekompositionsmethoden

Energiesystemmodelle

Optimierungsmodelle sind notwendig, um den ökonomisch und ökologisch optimalen Pfad zu einem CO₂-neutralen Energiesystem zu ermitteln. Drei unterschiedliche Modelltypen werden in METIS weiterentwickelt: Ein nationales Einknotenmodell zur Bestimmung der optimalen Abwägung zwischen sich änderndem Angebot und Effizienzmaßnahmen, ein Mehrknotenmodell für die Gestaltung der Infrastruktur, und ein Beispielmodell für Lehrzwecke.
Einknotenmodell
Mehrknotenmodell

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METIS - Methods and Models for Energy Transformation and Integration Systems

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