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Software für die Energiewende

Gemeinsame Software-Entwicklung für die Energiewende: Doktorandinnen und Doktoranden am Zentrum für nachhaltige Energiesysteme entwickeln in Eigenleistung Open-Source-Projekt mit.

Gemeinsame Software-Entwicklung für die Energiewende: Doktorandinnen und Doktoranden am Zentrum für nachhaltige Energiesysteme entwickeln in Eigenleistung Open-Source-Projekt mit.

Hochschule Flensburg/Dewanger

Ab sofort ist eine neue Version des „Open Energy Modelling Frameworks“ (oemof) verfügbar. Nach vier Jahren Open-Source-Softwareentwicklung ziehen die Entwickler*innen eine positive Zwischenbilanz: Durch die gemeinsame Arbeit konnte die Software zur Optimierung und Analyse von Energieversorgungssystemen auf ein hohes funktionales Niveau gebracht werden.

„oemof“ ist eine kollaborativ entwickelte Open-Source-Software, die auf der Python-Modellierungsbibliothek Pyomo beruht. Sie stellt Modellentwicklerinnen und -entwicklern auf der ganzen Welt einen Bausatz zur Verfügung, mit dem sich nach Belieben Energiesystemmodelle (etwa für Strom, Wärme, oder Mobilität) erstellen, simulieren und anschließend optimieren lassen – etwa um Emissionen oder Kosten zu senken. Gegenwärtig bleiben die Energiesystemmodelle, auf denen Forschungsergebnisse zur Energiewende beruhen, wie etwa Bedarfsschätzungen für den Speicherbedarf oder den Netzausbau, häufig im Verborgenen. Nur die Ergebnisse selbst werden publiziert, was es anderen Forscherinnen und Forschern schwermacht, deren Qualität zu beurteilen. Zudem werden ähnliche Modellansätze an verschiedenen Institutionen immer wieder neu entwickelt, anstatt die Arbeitskraft zu bündeln und gemeinsam an einer soliden Codebasis zu arbeiten.

Mit dem Modellierungsframework „oemof“ wurde darum ein anderer Weg gewählt. Die Software entstand durch die gemeinsame Erfahrung von Doktorandinnen und Doktoranden des Zentrums für nachhaltige Energiesysteme (ZNES) der Hochschule Flensburg und der Europa-Universität Flensburg, der Universität Magdeburg und dem Reiner Lemoine Institut (RLI), dass für die Forschung benötigte Energiesystemmodelle nicht frei zugänglich sind – obwohl sie mit öffentlichen Geldern finanziert wurden. Geleitet von der Idee, bessere Forschungsbedingungen zu schaffen und dem wissenschaftlichen Nachwuchs Zugang zu den Modellen zu geben, begannen sie in Eigenleistung und ohne Fördermittel ein offenes Modellierungs-Framework zu entwickeln. „oemof“ war geboren.

Inzwischen steht „oemof“ unter der freien Open-Source-Lizenz GPL 3 für die Energiesystemmodellierungs-Community zur Anwendung und Weiterentwicklung bereit. Entwickelt und veröffentlicht wurde es auf GitHub, einer Plattform zur Erstellung und Verwaltung kollaborativer und freier Software. Es erfüllt die Best-Practice-Regeln für Computermodelle und die Transparenzcheckliste für Energiesystemmodelle und ermöglicht es Entwicklerinnen und Entwicklern so, das Framework für ihre jeweiligen Zwecke weiter zu entwickeln. Dieser Ansatz verbessert die Nachvollziehbarkeit von Studien und individuellen Beratungsleistungen für Privatwirtschaft und Politik, die auf mit oemof erstellten Energiesystemmodellen beruhen.

 „oemof hat sich innerhalb von vier Jahren zu einer umfangreichen Software entwickelt, mit der hochkomplexe Energiesystemmodelle simuliert werden können,“ sagt Uwe Krien, Doktorand am RLI und einer der Hauptentwickler von oemof. „Besonders stolz macht uns, dass oemof bereits an einigen deutschen und europäischen Hochschulen in Forschung und Lehre eingesetzt wird. Ein wissenschaftliches Paper zum Mehrwert der Software für die Energiesystemforschung befindet sich zudem in der letzten Phase des Peer-Review-Prozesses.“ 

Cord Kaldemeyer und Simon Hilpert vom ZNES ergänzen: „Durch den kollaborativen Ansatz sind wir stets auf dem neuesten Stand und können Energietechniken, wie etwa Kraft-Wärme-Kopplung oder Druckluftspeicher, in oemof abbilden und in unseren Berechnungen berücksichtigen.“

Der „oemof“-Code steht auf Github zur Verfügung, die Dokumentation und die Beispiele sind ebenfalls abrufbar. Das unter dem Namen „Toddle Turbine“ veröffentliche Release stellt einen weiteren Meilenstein dar:  Es wurden neue Komponenten und Modellerweiterungen hinzugefügt und die Struktur allgemein stabilisiert, um die Beteiligungsmöglichkeiten weiter zu verbessern. Eine Erweiterung großer Teile der Dokumentation erleichtert zudem „oemof“-Neulingen den Einstieg. Mit mehr als 700 Github-Commits, 100 Diskussionsbeiträgen und direkten Code-Anpassungen durch 14 aktive Mitglieder, ist Toddle Turnine zudem das Release mit der bislang höchsten Beteiligung durch die „oemof“-Community. 

Neue Energiesystemforscherinnen und -forscher sind in der „oemof“-Community stets herzlich willkommen. Mehr unter https://oemof.wordpress.com/