Interfakultative Projekte

NOX-Block - Mit Energie für saubere Luft

Die Grenzwerte der Stickoxidkonzentrationen in der Atemluft werden in vielen deutschen Ballungsräumen nach wie vor überschritten. Stickoxide reizen die Atemwege und sind schlecht für die Lungenfunktion der Menschen, die diesen ausgesetzt sind.
Elektroautos können den Ausstoß der gefährlichen Stickoxide deutlich verringern. Dafür müssen jedoch genügend Menschen auf Elektrofahrzeuge umsteigen.
Eines der größten Hemmnisse dabei ist die bislang sporadisch vorhandene Ladeinfrastruktur, insbesondere wenn kein eigener Stellplatz oder keine eigene Garage vorhanden sind. Das Projekt NOX-Block hat dieses Problem erkannt und setzt gemeinsam auf einen innovativen Ansatz zum günstigen Ausbau von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge: die Integration in die Straßenlaternen der Stadt.
Die dabei verwendete Mobile-Metering-Technologie erlaubt intelligentes Laden. Denn über ein SmartCable können Ladevorgänge durch den Stromnetzbetreiber aktiv gesteuert werden. Die verwendete Technologie ist die erste Lösung, mit der die freie Wahl des Stromanbieters auch bei der Elektromobilität umgesetzt wird: Endkunden können das SmartCable und den Mobilstromdienst bei einem Mobilstromlieferanten ihrer Wahl erwerben, z. B. bei der DEW21, der Dortmunder Energie- und Wasserversorgung. Damit ist das Projekt NOX-Block ein wichtiger und innovativer Baustein zur Förderung der Elektromobilität in Dortmund.

Projektteam:

Stadt Dortmund, DEW21, ubitricity, TU Dortmund, BU Wuppertal, Stadt Schwerte, Stadt Iserlohn, Stadtwerke Schwerte, Stadtwerke Iserlohn



PulS - Parken und Laden in der Stadt

Ausgangsproblem ist die angespannte Parksituation in den verdichteten urbanen Wohnquartieren. Eine Studie des Planungsamtes hat gezeigt, dass in diesen Vierteln viele Hinterhofparkplätze und Garagen tagsüber nicht als Stellplatz genutzt werden. Und genau da setzt die Idee zur App „PuLS - Parken und Laden in der Stadt“ an. Diese zumindest zeitweise ungenutzten Parkplätze könnten anderen Autos als Stellplatz dienen – und als Ladestation für Elektro-Autos. Über die App könnten die Nutzer, also die Eigentümer oder die Mieter des Privatparkplatzes ihren Platz bzw. ihre Garage anbieten – zum Beispiel für den Zeitraum, in dem sie selbst mit dem Auto unterwegs sind. Das Prinzip: Parkplatz-Sharing.
Das Kompetenzzentrum Elektromobilität kümmert sich dabei als zugehörige Instanz der Allianz Smart City Dortmund ganzheitlich und nachhaltig um sämtliche Facetten der Elektromobilität, eingebettet in kommunale Elektromobilitätskonzepte und Verteilnetzanalysen.

Projektteam:

Stadt Dortmund, TU Dortmund – Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur und Netze, FH Dortmund, intulion solutions GmbH, ef.Ruhr
GmbH, DEW21 GmbH, s-tec GmbH, Westfalenhallen Dortmund GmbH

Parkplatzsituation im Kreuzviertel

Bild: Katharina Michels



Masterplan Wissenschaft Dortmund Wissenschaftliches Kompetenzfeld Energie

Zur Weiterentwicklung der Wissenschaftsregion Dortmund  wurde der Masterplan Wissenschaft am 13.06.2013 beschlossen. Wesentliche Ziele sind, Dortmund bis zum Jahre 2020 zu einer Stadt zu machen, die in der Wissenschaftsgemeinschaft als Wissenschaftsstadt angesehen wird und in der die Bürgerinnen und Bürger Dortmunds Wissenschaft als Teil der Stadtgesellschaft erleben und sich damit identifizieren.

 

Der Masterplan ist ein Gemeinschaftsprodukt zahlreicher Einrichtungen aus Wissenschaft, Wirtschaft, Kultur und Stadtgesellschaft, die zugesagt haben, an der Umsetzung aktiv mitzuarbeiten. Der Masterplan, mit seinen rund 100 Maßnahmenvorschlägen, befindet sich zu Zeit in der Umsetzungsphase, wobei bereits zwei Drittel der formulierten Maßnahmen zum heutigen Zeitpunkt abgeschlossen, bzw etabliert werden konnten.

 

Das wissenschaftliche Kompetenzfeld Energie besteht aus verschiedenen außeruniversitären und universitären Einrichtungen:

  • einzelnen Vertretern des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik, der Wirtschaftsförderung Dortmund sowie der L.E.D.Leitstelle Energiewende Dortmund sowie
  • seitens der TU Dortmund: neun Lehrstühle zuzüglich Institutsvertreter der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, weitere aus den Fakultäten Raumplanung, Maschinenbau, Wirtschaftswissenschaften und Architektur sowie Informatik.


SGTL | Smart Grid Technology Lab

Das Projekt „Smart Grid Technology Lab & Elektromobilität“ beschäftigt sich mit der Netzintegration neuer, intelligenter Komponenten und deren Interoperabilität, sowie mit innovativen Prozessen in der Energiewirtschaft. Kernstück ist ein Forschungslabor am ie³ – Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft der TU Dortmund, welches mit dem Ziel der Erforschung der Schnittstellen zwischen Elektrofahrzeugen und dem Netz errichtet wurde und sich nun in der zweiten Ausbaustufe hin zu einer Technologie- und Prüfplattform für das zukünftige Smart Grid und dessen Komponenten befindet. Fragestellungen sind hier die technische Integration innovativer Technologien im Hinblick auf die Energie- und Kommunikationstechnik sowie die Abbildung und Erprobung energiewirtschaftlicher Prozesse. Dazu gehören Elektrofahrzeuge ebenso wie Speicher, regenerative Erzeugungsanlagen oder auch Technologien zur Sektorenkopplung.

Dieser Forschungsansatz ermöglicht eine gesamtsystemische Betrachtung von aktuellen und zukünftigen Smart Grid Technologien.




DFG | Hybride und multimodale Energiesysteme

Das System der Energieversorgung besteht aus vernetzten, geografisch verteilten Strukturen, die hohen Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstandards genügen müssen. Strom- und Gasnetze versorgen ganze Kontinente. Wärmenetze in Metropolen treten mit den Strom- oder Gasnetzen in Wechselwirkung. Informations- und Kommunikationssysteme zur Einsatzplanung und Netzsteuerung folgen diesen ausgedehnten Strukturen und gehen sogar über sie hinaus.Die Umstellung auf ein nachhaltiges und durch erneuerbare Energien geprägtes System verändert dessen Struktur und Verhalten. Zum Ausgleich der Volatilität erneuerbarer Energiequellen ist eine Vernetzung des Stromnetzes mit Pufferkapazitäten sowie mit den anderen Energieträgernetzen notwendig. Hierdurch entstehen multimodale Netze. Die elektrischen Netze werden ihre Struktur von reinen Drehstromsystemen hin zu gekoppelten Drehstrom-/Gleichstromnetzen ändern, so dass hybride Netze entstehen.Ziel dieses interdisziplinären Schwerpunktprogramms, das von der TU Dortmund koordiniert wird, ist es, neue systemtheoretisch begründete Konzepte für die Transformation des gegenwärtigen elektrischen Energiesystems hin zu informationstechnisch durchdrungenen, hybriden und multimodalen Netzen zu schaffen und damit einen Beitrag zur sicheren und resilienten Energieversorgung bei sich wandelnden Energiequellen und Versorgungsprinzipien zu leisten.



Smart City Dortmund

Das Tor in die Zukunft wird in Dortmund weit aufgestoßen. Die Stadt soll sich zu einer von wenigen weltweiten Modellstädten der „Smart Cities“ entwickeln. Verwaltung und Politik haben den Weg geebnet und stellen sich den Herausforderungen der Zukunft. Die Stadt wird zum Innovationslabor für neue Konzepte und Projekte.

 

Das Vorhaben Smart City ist ein Leitprojekt des Dekadenprojektes „Nordwärts“ und eine Maßnahme im Masterplan Energiewende.

 

Was bedeutet "Smart City"?

  • Umsetzung einer Stadtentwicklungsstrategie, die mittels intelligenter und digital-vernetzender Technologien den zukunftsfähigen Umbau der Stadt und ihrer kommunalen Infrastrukturen fördert.
  • Zusammenschluss vieler Themenbereiche u.a. der Stadtplanung mit Technologien, Forschung, Sozialem und Wirtschaft.
  • Digitale und intelligente Vernetzung von Systemen beispielsweise in den Bereichen Energie, Verkehr, Logistik und Sicherheit, zur Steigerung der wirtschaftlichen Entwicklungs- und Leistungsfähigkeit der Stadt und Verbesserung der Lebensqualität der Menschen.
  • Bündelung, Stärkung und Vernetzung unternehmerischer und wissenschaftlicher Ressourcen, der Partizipation der Zivilgesellschaft sowie die smarte Nutzung von innovativen Informations- und Kommunikationstechnologien.


Die „Landkarte der Energiewende“ geht online

Nach der Vorstellung der „Landkarte der Energiewende“ auf der Abschlusskonferenz des Projektes „Rahmenprogramm zur Umsetzung der Energiewende in den Kommunen des Ruhrgebiets“ (kurz: „energiewende ruhr“) durch Daniel Bläser am 03. November 2016 im Sanaa Gebäude, ist die Landkarte der Energiewende Ruhr nun in ihrer Version 1.0 im Netz zu betrachten: am 30. November 2016 ging die Landkarte unter der Webadresse www.energiewendelandkarte-ruhr.de online.

 

Die Landkarte zeigt die Vielfalt gesellschaftlicher Transformationsaktivitäten hin zu einer nachhaltigeren Gesellschaft, die bereits auf unterschiedlichen Ebenen im Ruhrgebiet stattfinden und von vielen verschiedenen Akteuren in der Vergangenheit initiiert wurden. Alle diese Aktivitäten und Projekte werden in der Landkarte auf integrierte Weise dargestellt, wobei die Energiewende das zentrale Oberthema bildet.

 

Die Landkarte der Energiewende ist neben der Strategiebroschüre des Gesamtprojektes ein wesentlicher Output des Rahmenprogramms und vereint die Inhalte zahlreicher Teilprojekte.

 

Ab dem 30. November 2016 lädt die Landkarte der Energiewende nun zur selbstständigen Exploration des Ruhrgebiets ein.

 



E²HGÜ: Entwicklung und Evaluierung innovativer Betriebsmittel für transeuropäische HGÜ-Netze

Eine verstärkte Einbindung regenerativer Energien sowie ein zunehmender grenzüberschreitender Energiehandel ziehen einen Mehrbedarf an Übertragungskapazitäten für elektrische Energie nach sich, der durch die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) erfüllt werden kann. Die technologischen Herausforderungen für elektrische Betriebsmittel weichen hierbei von denen bei AC-Beanspruchungen ab. Im Rahmen des Projektes werden die neuen Anforderungen an Transformatoren, Durchführungen, Isolatoren und Kabel evaluiert, um technologische Standards nach erfolgreicher Verifikation im DC-Prüffeld unter Berücksichtigung realer Betriebsbedingungen zu definieren. Darüber hinaus werden Möglichkeiten der Teilentladungsdiagnose bei Gleichspannung ebenso untersucht wie die von Gleichspannungsleitungen ausgehende Feldexposition.

Die Bauarbeiten des Forschungszentrum sind gestartet und werden vorraussichtlich im Dezember 2017 abgeschlossen.





E-DeMa - Entwicklung und Demonstration dezentral vernetzter Energiesysteme hin zum E-Energy Marktplatz der Zukunft

Das Ziel von E-DeMa ist die Schaffung einer intelligenten Stromversorgung durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Der Stromkunde, im E-DeMa Kontext als Prosumer (Producer + Consumer) bezeichnet, soll zukünftig aktiv am E-Energy Marktplatz beteiligt werden. Hierzu erhält jeder Prosumer ein so genanntes IKT-Gateway, das zwischen dem WAN des Energieversorgers und dem LAN des Kunden (Inhouse-Bereich) positioniert ist. Die IKT-Gateways verfügen über verschiedene Schnittstellen im Inhouse-Bereich, die neben der Kommunikation mit intelligenten Zählern und der Ansteuerung von dezentralen Energieerzeugern auch die Anbindung intelligenter Hausgeräte und einer eventuell vorhandenen Haussteuerung ermöglichen.




Connected Home Lab

Im „Connected Home Lab“ am Lehrstuhl für Kommunikationstechnik können neuartige Techniken der Heimvernetzung entwickelt, erprobt und präsentiert werden. Zentraler Bestandteil ist die technologieübergreifende Vernetzung. Die Verwendung sowohl kabelgebundener als auch drahtloser Übertragungstechniken verspricht erhöhte Zuverlässigkeit, Reichweite und Nutzerfreundlichkeit. Ganz im Sinne der Konvergenz verschmelzen im „Connected Home Lab“ unterschiedliche Anwendungsfelder wie die Medien- und Internetvernetzung, Heimautomatisierung und intelligente Stromversorgung. Auf diese Weise werden im „Connected Home Lab“ die Ergebnisse aus E-DeMa sowie weiteren Projekten als Gesamtvernetzungslösung nutzerfreundlich integriert und fortgeführt.




Rechnungswesen entgeltregulierter Unternehmen (Energie und Wasser)

Einen branchenbezogenen Schwerpunkt setzt der Lehrstuhl Unternehmensrechnung und Controlling der Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlichen Fakultät bei Controlling-Fragestellungen der Ver- und Entsorgungswirtschaft. Branchenbezogen haben dabei zum einen die Energiewirtschaft sowie zum anderen die Wasser-/Abwasserbetriebe eine herausgehobene Bedeutung. Im Bereich der Energiewirtschaft arbeitet der Lehrstuhl zu verschiedenen Fragen der Unternehmenssteuerung eng mit entgeltregulierten Unternehmen zusammen. Dabei geht es vor allem um die Auswirkungen der Anreizregulierung auf Energieversorger und unternehmerische Antwortstrategien darauf. In diesem Zusammenhang wurde 2015 gemeinsam mit Prof. Dr. Peter Posch im Auftrag des BDEW das Gutachten "Korrekturbedarf bei der Ermittlung von risikolosem Basiszinssatz und Marktrisikoprämie" verfasst.



Smart Grid Technology Lab (SGTL)

In diesem Projekt soll die Laborinfrastruktur am ie³ - Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft der TU Dortmund zu einer Entwicklungs- und Prüfumgebung für Smart Grid Technologien ausgebaut werden. Mit dem Smart Grid Technology Lab soll eine Infrastruktur geschaffen werden, die es ermöglicht Smart Grid Komponenten in einer dem heutigen und dem zukünftigen Netzbetrieb entsprechenden Umgebung entwickeln und testen zu können. Besondere Aspekte dieser Laborinfrastruktur sind die Nachbildung eines netzebenenübergreifenden Stromsystems, als auch die Berücksichtigung des Zusammenspiels von Lasten, Einspeisern und Speichern mit den Netzbetriebsmitteln, der Mess- und Kommunikationstechnik sowie der Schutz- und Leittechnik.



Regionales Innovationsnetzwerk "Energieeffizienz Ruhr"

Das Ziel der Regionalen Innovationsnetzwerke (RIN) des Landes Nordrhein-Westfalen besteht in der Vernetzung von Akteuren unterschiedlichster Gebiete im Sinne der gemeinsamen Entwicklung geeigneter Lösungen für zentrale gesellschaftliche Herausforderungen.

 

Das „Regionale Innovationsnetzwerk Energieeffizienz Ruhr“ ist ein interdisziplinäres Netzwerk bestehend aus wirtschaftlichen, wissenschaftlichen, öffentlichen und zivilgesellschaftlichen Akteuren sowie aus individuellen Bürgern und Unternehmern. Das Netzwerk befasst sich mit der zentralen  Thematik „Energieeffizienz im Ruhrgebiet“. Im Fokus stehen dabei vor allem technische und gesellschaftliche Herausforderungen im Bereich gewerblich genutzter Gebäude, Anlagen und auch Infrastrukturen.

 

Gegründet wurde das RIN Energieeffizienz Ruhr 2012, um den Klimaschutzzielen der Bundesregierung näher zu kommen. Der bisherige Fokus lag auf der Entwicklung von Konzepten für eine energieeffiziente Gestaltung des Wohnungsgebäudebestandes im Ruhrgebiet. Seit Anfang 2016 wird das Netzwerk unter der Leitung des Instituts für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft (ie³) der Technischen Universität Dortmund inhaltlich, organisatorisch sowie strategisch neu ausgerichtet. 



DFG-Forschergruppe FOR1511

Im Zuge der Entwicklung „intelligenter Netze“ (engl. „Smart Grids“) werden Überwachungs-, Schutz- und Regelungsapplikationen deutlich komplexer, da sie verstärkt auf der Interaktion von einer Vielzahl von Komponenten beruhen und sich eine zunehmend starke Verzahnung mit der informations- und kommunikationstechnischen (IKT-) Infrastruktur entwickelt.

In interdisziplinärerer Zusammenarbeit wurden in der ersten Förderungsphase der DFG-Forschergruppe 1511 daher zum einen neue Algorithmen konzipiert und implementiert und zum anderen ein neuartiger Hybridsimulator sowie Konzepte und Modelle für eine fehlertolerante und echtzeitfähige Kommunikationsinfrastruktur entworfen.

 

Die Zukunft der Forschergruppe basiert auf den bisherigen Ergebnissen sowie der aufgebauten interdisziplinären Zusammenarbeit von Elektrotechnik, Informationstechnik, Informatik und Statistik und strebt die Weiterentwicklung, Erweiterung und gemeinsame Evaluation der konzipierten Algorithmen und Architekturen an. In Ermangelung eines existierenden „Smart-Grid-Referenzmodells“ soll in Zusammenarbeit aller Teilprojekte ein solches entworfen und für die internationale Forschungsgemeinschaft veröffentlicht werden.



Smart City Dortmund | SmartDE²STINI

Was haben die Städte Dortmund, Amiens in Frankreich und Santander in Spanien gemeinsam? Alle drei sind Lighthouse-Städte des gemeinsamen EU-Antrages, mit dem diese drei Städte insgesamt rund 18 Millionen Euro aus dem Europäischen Förderprogramm Horizont 2020, "Smart Cities and Communities", beantragt haben. Davon entfallen auf das Dortmunder Konsortium Fördermittel in Höhe von ca. 6,7 Millionen Euro.

 

Drei weitere Städte, Bergamo (Italien), Karlskrona (Schweden) und Oradea (Rumänien) begleiten das Projekt als sogenannte Follower Cities mit dem Ziel, aus den Erfahrungen des Projektes zu lernen und in den nächsten Jahren selbst Lighthouse-City zu werden.

 

Unter Leitung der Stadt Dortmund, Projektbüro "Nordwärts", und der Leitstelle Energiewende Dortmund (L.E.D) hat das europäische Konsortium, unter Gesamtkonsortialsführung der Stadt Dortmund, in den letzten Wochen auf 150 Seiten beschrieben, wie es gelingen kann, intelligente Ansätze zu entwickeln, die eine zukünftige "Smart City" gestalten und das gesamtgesellschaftliche Ziel vom "Guten Leben" unterstützen. Zielsetzung des Vorhabens ist es aufzuzeigen, wie sich Quartiere, Städte und Regionen im Sinne einer intelligent vernetzten Stadtentwicklung hin zu mehr Energieeffizienz und weniger Emissionen verändern können und wie diese Entwicklungen für die Menschen nutzbar gemacht werden, die jetzt und in Zukunft mit den sich verändernden Rahmenbedingungen leben.