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– Software de acceso abierto, puntos de referencia y registros de datos: la Iniciativa de Computación Energética de la Asociación Helmholtz apoya la transformación climática de los sistemas energéticos. Transición de energética
Cortesía de KIT: Los modelos de computadora son esenciales para obtener el retorno de energía, también conocido como “Transición de energética“. Las simulaciones pueden ayudar a planificar capacidades para generar, transportar y almacenar energía, teniendo en cuenta parámetros dinámicos, como el clima y el consumo de energía.
Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) desempeñaron un papel crucial en el desarrollo de las herramientas de modelado correspondientes que la Asociación Helmholtz (HGF) recientemente puso a disposición en una plataforma de Internet, gratuita y de código abierto. Esta Iniciativa de Computación Energética de Helmholtz (HECI) tiene como objetivo facilitar la cooperación en la implementación de medidas de protección climática en los sistemas energéticos.
Ya sea en el contexto de la planificación de nuevas líneas eléctricas, plantas de energía distribuidas o un cambio futuro en la regulación del mercado energético, los modelos de computadora ayudan a tomar decisiones informadas en el contexto de la recuperación de energía.
Hasta ahora, no había estándares de modelado comunes. Con Helmholtz Energy Computing Initiative (HECI), que involucra a científicos de varios centros de Helmholtz, incluido KIT, HGF ahora presenta una plataforma en la que, por primera vez, puntos de referencia de acceso abierto, métodos escalables, datos realistas y El software de código abierto está disponible para la planificación de proyectos y la optimización de futuros sistemas de energía.
“Con esta iniciativa, proporcionamos acceso gratuito a recursos valiosos en el camino hacia un sistema energético seguro, sostenible y asequible”, dice el profesor Holger Hanselka, vicepresidente del campo de investigación de energía en la Asociación Helmholtz y presidente de KIT. “Por lo tanto, estamos claramente comprometidos con el código abierto y un intercambio transparente de ciencia.
De esta manera, no solo establecemos estándares globales para el modelado de sistemas de energía, sino también para la cooperación y la ciencia abierta, en el espíritu de los principios de la Asociación Helmholtz. “
Caja de herramientas para la transformación del sistema eléctrico
Entre las numerosas ofertas de HECI se encuentra, por ejemplo, una caja de herramientas de código abierto llamada “Python for power system analysis” (PyPSA), que se puede utilizar para simular y optimizar sistemas modernos de suministro de energía.
El “Marco para la Evaluación Integrada de Energía” (FINE) – software especialmente desarrollado para mejorar los sistemas energéticos intersectoriales – ayuda a determinar las rutas de transformación para el sistema general.
Algoritmos desarrollados recientemente, como el “algoritmo basado en McCormick para la optimización global de números mixtos no lineales” (MAiNGO) o el “módulo de agregación de series temporales” (tsam), están disponibles para resolver los problemas típicos de optimización en la expansión de las energías renovables .
Además de las ofertas de software, la plataforma HECI contiene registros de datos y referencias, es decir, modelos completos de sistemas de energía, incluidos datos para la evaluación y mejora de los métodos de simulación.
La interacción de diferentes herramientas permite decisiones óptimas operativas y de inversión en toda la gama de sistemas de energía, desde propiedades individuales hasta redes transeuropeas de transmisión de energía. Al mismo tiempo, ayudan a cumplir los objetivos climáticos de París.
La plataforma HECI fue implementada por científicos como parte de la iniciativa conjunta Helmholtz “Energy System 2050”. Para esta iniciativa, KIT cooperó con el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y Forschungszentrum Jülich (FZJ), Helmholtz Center Potsdam (GFZ), Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) , el Instituto Max-Planck de Física del Plasma (socio asociado con IPP), Centro Helmholtz de Investigación Ambiental (UFZ).
Fomento de la cooperación y el intercambio en la investigación energética.
Un ecosistema abierto y compartido para modelar sistemas de energía tiene muchas ventajas: dado que la política energética puede ser muy controvertida, la investigación abierta aumenta la confianza de los responsables políticos y del público en los resultados de la ciencia.
La disponibilidad de acceso abierto también reduce las redundancias en el trabajo de investigación, por lo que los recursos se pueden utilizar de manera más eficiente. Además, esto tendrá un efecto beneficioso en la calidad de la investigación en sí misma: la retroalimentación y las correcciones de errores de varias partes interesadas pueden contribuir al desarrollo posterior del código abierto.
Y finalmente, la disponibilidad de software de código abierto también promueve la cooperación en el sector energético a nivel nacional e internacional. Esto facilita el intercambio de modelos, ya que fueron creados con las mismas herramientas; y el software también se puede adaptar más fácilmente a las necesidades individuales.
En lugar de recurrir a capacitación costosa, los usuarios pueden apoyarse mutuamente cuando trabajan con las herramientas. Las herramientas de modelado de la Asociación Helmholtz ya están en uso hoy, por ejemplo, en los principales operadores de la red de transmisión de energía en Alemania. También son utilizados en todo el mundo por instituciones de investigación, ONG y empresas.
Sobre la iniciativa “Sistema de energía 2050”
La “transición energética” alemana (recuperación de energía) es un ambicioso proyecto social que se extiende hacia el futuro. Para permitir la adaptación a las influencias cambiantes y las condiciones de contorno en cualquier momento, la transformación del sistema energético hasta 2050 debe permanecer flexible.
Esto requiere una visión sistémica e integral, que incluya todas las propiedades del sistema energético, como estructura y componentes, estabilidad y capacidad de control, confiabilidad, seguridad, viabilidad económica, compatibilidad ambiental, legislación y aspectos sociales y éticos. “Energy System 2050”, la iniciativa conjunta de investigación energética de la Asociación Helmholtz, utiliza ingeniería interdisciplinaria y conocimiento de ciencias naturales,
Más sobre KIT Energy Center
Como “la Universidad de Investigación de la Asociación Helmholtz”, KIT crea y transmite conocimiento a la sociedad y al medio ambiente. El objetivo es hacer contribuciones significativas a los desafíos globales en los campos de energía, movilidad e información.
Con ese fin, unos 9.300 empleados cooperan en una amplia gama de disciplinas en ciencias naturales, ciencias de la ingeniería, economía y humanidades y ciencias sociales. KIT prepara a sus 24.400 estudiantes para tareas responsables en la sociedad, la industria y la ciencia, ofreciendo programas de estudio basados en la investigación.
Los esfuerzos de innovación de KIT construyen un puente entre importantes descubrimientos científicos y su aplicación en beneficio de la sociedad, la prosperidad económica y la preservación de nuestra base de vida natural. KIT es una de las mejores universidades alemanas.
Más información Transición de energética: https://www.helmholtz.de/forschung/energie/energie_system_2050/
Sobre el KIT Energy Center Transición de energética: http://www.energie.kit.edu
Enlace a la plataforma HECI: https://www.helmholtz.de/heci/
Fuente: KIT
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