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Incentivizing system friendliness of decentralized resources in sustainable energy systems

Brucke, Karoline und Schlüters, Sunke und Buschmann, Jan und Hanke, Benedikt und Agert, Carsten und Maydell, Karsten (2025) Incentivizing system friendliness of decentralized resources in sustainable energy systems. Applied Energy. Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2025.127081. ISSN 0306-2619.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261925018112

Kurzfassung

To address the challenge of weather-dependent energy generation, synchronization tasks are shifted to the system and demand levels. The behaviour of decentralized actors, known as system friendliness, reduces the burden on central energy systems. This behaviour can be incentivized through financial mechanisms such as electricity prices and feed-in tariffs. However, designing pricing mechanisms specifically for system friendliness in sustainable energy systems remains unclear. In this work, we extend the methodology for assessing system friendliness to multi-node energy systems, developing indicators to capture the impact of decentralized actors on storage and grid requirements. Our approach allows for evaluating system friendliness at every node and connection using only residual load data and grid structure information. Through extensive hyper-parameter optimization of the information weightings in price signals in a future German energy system, we explore optimal incentivization mechanisms. We demonstrate the trade-off between storage and grid capacities, requiring price signals to consider both global energy balance and local grid usage. Our results produce Pareto-optimal price signals, balancing local and global information. We find that in wind-dominated regions, dynamic grid usage information is crucial for system-friendly incentives, while PV-dominated regions benefit from price signals focused on system-wide energy balance. Despite regional differences, we show that price mechanisms that incentivize system-friendly behaviour in both regions simultaneously exist.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/219186/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Incentivizing system friendliness of decentralized resources in sustainable energy systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brucke, Karolinekaroline.brucke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4510-8969NICHT SPEZIFIZIERT
Schlüters, Sunkesunke.schlueters (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2186-812XNICHT SPEZIFIZIERT
Buschmann, Janjan.buschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-8626-8413197288280
Hanke, Benediktbenedikt.hanke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7927-0123NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, CarstenCarsten.Agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Maydell, KarstenKarsten.Maydell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 November 2025
Erschienen in:Applied Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.apenergy.2025.127081
Verlag:Elsevier
ISSN:0306-2619
Status:veröffentlicht
Stichwörter:System friendliness, Optimal incentives, Electricity prices, Feed-in tariffs, Dynamic grid fees
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemtechnologie
Hinterlegt von: Brucke, Karoline
Hinterlegt am:18 Nov 2025 18:42
Letzte Änderung:18 Nov 2025 18:42

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