RENEWABLE MANAGEMENT AND REAL-TIME CONTROL PLATFORM (REMAP): ÜBERSICHT UND STATUS - DR. CHRISTIAN SCHAFFNER DR. ANDREAS HASELBACHER PROF. GABRIELA ...

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RENEWABLE MANAGEMENT AND REAL-TIME CONTROL PLATFORM (REMAP): ÜBERSICHT UND STATUS - DR. CHRISTIAN SCHAFFNER DR. ANDREAS HASELBACHER PROF. GABRIELA ...
Renewable Management and
Real-Time Control Platform
(ReMaP): Übersicht und Status
Dr. Christian Schaffner
Dr. Andreas Haselbacher
Prof. Gabriela Hug
17. Dezember 2020
RENEWABLE MANAGEMENT AND REAL-TIME CONTROL PLATFORM (REMAP): ÜBERSICHT UND STATUS - DR. CHRISTIAN SCHAFFNER DR. ANDREAS HASELBACHER PROF. GABRIELA ...
Motivation

              1                    2
         Fluktuierende,      Elektrifizierung des
          erneuerbare         Energiesystems
         Energiequellen

              4                    3
            “Big data”,      Netzkonvergenz,
        Echtzeit-Regelung,   Sektorkopplung
          “Smart grids”
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Ziele

Bereitstellen einer Plattform:

1. … mit der das Zusammenspiel diverser Umwandlungs- und Speicher-
   technologien in einem realitätsnahen Umfeld getestet und demonstriert
   werden kann

2. … die zur Ausbildung in dezentralen erneuerbaren Energiesystemen
   benützt werden kann

3. … mit der dezentrale erneuerbare Energiesysteme demonstriert und
   Behörden und Öffentlichkeit informiert werden können
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Übersicht

                                                                          ?                                                                Ground heat
                                Micro gas
                                                         New processes /                                               (thermal)           exchangers
                                 turbine
                                                            products                                                  Buffer tanks                           Ice storage
                                                                                                                                                                                              ?
             Heat grid                                                                                                                                                                  New processes /

                                       Electricity H                                                                                     Electricity H
                                                                                                      Campus grids                                                                         products

                                    as              ea                                                                                as              ea
                                   G                                                     Biomass                                     G
                                                                                        conversion

                                                                 t

                                                                                                                                                                  t
     Photovoltaic
                                                                                                     Photovoltaic                                                                            Charging stations

                                                                           vic, P S I

                                                                                                                                                                            ttg a r t
    Methanation

                                                                          ego

                                                                                                                                                                        Stu
                                                                                                                                                                                              Heat pump

                                                                          mb

                                                                                                                                                                       n,
                                                                                                                                                                       au
                                                                  za

                                                                                                                                                                  Br
                                                             rD
                                                                      i
                                                                 ah                                                                                               oe

                                                                                                                                                              y
                                                         ©
                                                             M                                                                                               Zo
                                                                                                                                                         ©
                                                                                        O2-storage         Super-
      CO2-storage                                                                                       condensators
                                                                                                                                                                                          Solar heat

                                                                                                                    Batteries

                    Fuel cell                                              Electrolyser                                                                                     Electrolyser

                                            H2-storage                                                                               Fuel cell   H2-storage
RENEWABLE MANAGEMENT AND REAL-TIME CONTROL PLATFORM (REMAP): ÜBERSICHT UND STATUS - DR. CHRISTIAN SCHAFFNER DR. ANDREAS HASELBACHER PROF. GABRIELA ...
Übersicht

                                                                          ?                                                                                                           Ground heat
                                Micro gas
                                                         New processes /                                                                                          (thermal)           exchangers
                                 turbine
                                                            products                                                                                             Buffer tanks                           Ice storage
                                                                                                                                                                                                                                         ?
             Heat grid                                                                                                                                                                                                             New processes /

                                       Electricity H                                                                                                                                Electricity H
                                                                                                                                                 Campus grids                                                                         products

                                    as              ea                                                                                                                           as              ea
                                   G                                                     Biomass                                                                                G
                                                                                        conversion

                                                                 t

                                                                                                                                                                                                             t
                                                                                                     Decision makers          Public
     Photovoltaic
                                                                                                                                                Photovoltaic                                                                            Charging stations

                                                                           vic, P S I

                                                                                                                                                                                                                       ttg a r t
    Methanation

                                                                          ego

                                                                                                                                                                                                                   Stu
                                                                                                                                                                                                                                         Heat pump
                                                                                                               PLATFORM

                                                                          mb

                                                                                                                                                                                                                  n,
                                                                                                                                                                                                                  au
                                                                  za

                                                                                                                                                                                                             Br
                                                             rD
                                                                      i
                                                                 ah                                                                                                                                          oe

                                                                                                                                                                                                         y
                                                         ©
                                                             M                                                                                                                                          Zo
                                                                                                                                                                                                    ©
                                                                                        O2-storage                                                    Super-
      CO2-storage                                                                                                                                  condensators
                                                                                                                                                                                                                                     Solar heat
                                                                                                       Researchers          Engineers
                                                                                                        Students           Technicians
                                                                                                                                                               Batteries
                                                                                                      Academic partners   Industrial partners
                    Fuel cell                                              Electrolyser                                                                                                                                Electrolyser

                                            H2-storage                                                                                                                          Fuel cell   H2-storage
Übersicht

            MODEL LIBRARY

                            …

            PLATFORM
Forschungsthemen

     Prof. Dr. Gabriela Hug                      Prof. Dr. Maria Lukatskaya
     Control, storage, privacy                   Supercapacitors, energy storage

     Prof. Dr. John Lygeros                      Prof. Dr. Konstantinos Boulouchos
     Control, peak shaving, power-to-gas         Conversion, power-to-gas, thermal storage

     Prof. Dr. Florian Dörfler                   Prof. Dr. Giovanni Sansavini
     State estimation, real-time control         Multi-energy systems, reliability

    Prof. Dr. Thomas Justus Schmidt              Prof. Dr. Arno Schlüter
    Conversion, battery storage, power-to-gas,   Multi-energy systems, simulations
    mobility

    Dr. Sigita Trabesinger                       Dr. Turhan Demiray
    Battery storage, degradation                 Multi-energy systems, simulations
Welche Fragen lassen sich untersuchen? Ein Beispiel

                Batterie                       Ladestation

Gebäude                        Stromnetz      Brennstoffzelle   E-Mobilität

                  PV          Elektrolyseur      H2 Tank

                                Gasnetz
Wie können Sie mit ReMaP arbeiten?

                                                                                            Nein                  Ja   Verständnis / Wissen
                                                                                                   Erfolgreich?
                                                                                                                        Produkte / Patente

                                    Nein    Übereinstimmung        Ja   Alle Modelle   Ja
                                                                                                   Experiment
                                            mit Simulationen?             ersetzt?
                                                                              Nein

                                           Ersetzen von Modellen
                                             von ausgewählten
                                            Komponenten durch
                                                 Hardware

                                                     Ja
Neuer Algorithmus,
                     Simulationen
  Prozess, oder                                Erfolgreich?
  Komponente           (Modelle)
                                                      Nein

                                                                                                                                              9
Wie können Sie ReMaP nutzen?

• Benützung der Plattform:
  - Demonstration / Untersuchung von Komponenten / Algorithmen
  - Einheitliche Umgebung für Simulationen / Experimente
  - Interaktion mit anderen Komponenten / Algorithmen in realistischem Umfeld
  - Untersuchung on extremen Szenarien: Fehler, Inselbetrieb, …

• Gemeinsam definierte Forschungsprojekte:
  - Eigenfinanzierung
  - Finanzierung durch Innosuisse, BFE, EU
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Dr. Christian Schaffner                     Dr. Andreas Haselbacher
Executive Director, Energy Science Center   Project Manager ReMaP
ETH Zürich                                  ETH Zürich

christian.schaffner@esc.ethz.ch             haselbac@esc.ethz.ch
044 632 72 55                               044 632 69 05

www.esc.ethz.ch
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