Selbstlernendes Stromsystem

30. August 2015, 12:00
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Michaela Leonhardt erstellt Prognosen für Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen

Um die Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch im Stromnetz zu halten, braucht es genaue Vorhersagen beider Seiten. Besonders bei erneuerbaren Energiequellen ergibt sich bei derartigen Prognosen ein komplexes mathematisches Problem: So ist die Stromproduktion eines Windrades nicht nur von der Windgeschwindigkeit abhängig, sondern auch von Windrichtung, Luftdruck und -feuchtigkeit – und all diese Faktoren unterliegen selbst wiederum meteorologischen Prognosemodellen. Stromanbieter stehen mithin vor der zentralen Herausforderung: "Wir müssen die Balance im Stromnetz halten, egal wie die Wetterbedingungen sind", sagt Michaela Leonhardt.

Die Mathematikerin entwickelt für Austrian Power Grid (APG) Algorithmen, durch die mit einer Vielzahl an Parametern Stromerzeugungsprognosen für erneuerbare Energiequellen errechnet werden können – für ein Windrad ebenso wie für ein Wasserkraftwerk oder eine Photovoltaikanlage. Dabei analysiert sie zunächst Teilgebiete und erstellt daraus Prognosen für ganz Österreich.

Zentral dafür sind meteorologische Daten und Wettermodelle, die sie von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) erhält. Im Nachhinein vergleicht sie ihre Daten mit den gemessenen Werten und passt die Prognosenmodelle laufend an. "Das sind teilweise selbstlernende Algorithmen, die sich eigenständig weiterentwickeln können", sagt Leonhardt. In Kooperation mit dem Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung (VRVis) arbeitet sie zudem an der Visualisierung großer Mengen von Energiedaten, um diese besser handhaben zu können.

Erst nach der Dissertation hat sich Leonhardts Forschungsfokus hin zu erneuerbaren Energien verlagert: 1983 in Most in der Tschechischen Republik geboren, studierte sie zunächst Mathematik an der Karls-Universität in Prag.

Nach der Dissertation über Algebra, Geometrie, Geschichte und Didaktik der Mathematik entschied sie sich für ein Masterstudium zu erneuerbaren Energien an der Technischen Uni Wien. "Mich hat es immer mehr in die Praxis gelockt, ich wollte wissen, wofür man Mathematik in der Welt brauchen kann", sagt Leonhardt. Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energiequellen stellt die Stromnetzführung vor Herausforderungen. "Ich wusste: Da kann ich mit Mathematik einsteigen". Als sie 2012 bei der APG begann, ging es zunächst vor allem um sogenannte One-day-ahead-Prognosen. Die Zeitraster werden allerdings genauer – bis hin zu stündlichen oder minütlichen Vorhersagen.

Leonhardt ist Femtech-Expertin des Monats August. Die Initiative des Verkehrsministeriums will dazu beitragen, Leistungen von Frauen im Technologie- und Forschungsbereich sichtbar zu machen – ein Ziel, für das sich Leonhardt auch privat engagiert. "Ich merke über die Jahre immer stärker, dass wir noch viel zu tun haben."

Als Vorsitzende des Österreichischen Verbands für Elektrotechnik ist es ihr wichtig, ein zeitgemäßes Verständnis von technischen Berufen zu vermitteln, von dem sich auch vermehrt Mädchen und Frauen angesprochen fühlen könnten. "Elektrotechnik bedeutet nicht nur schmutzige Blauhosen und Lötkolben – da hat sich in letzter Zeit sehr viel geändert." (Tanja Traxler, 30.8.2015)

  • "Elektrotechnik bedeutet nicht nur schmutzige Blauhosen", sagt Michaela Leonhardt.
    foto: fotostudio wilke

    "Elektrotechnik bedeutet nicht nur schmutzige Blauhosen", sagt Michaela Leonhardt.

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