Anzahl der Einzelanlagen verringern
Forscher der der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg entwickeln gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft, Energieversorgung und Wirtschaft eine sogenannte hybride Kompensationsanlage – eine Verbindung von Energiespeicher und leistungsfähigem Umrichter, der den Signalverlauf im Stromnetz beeinflussen kann. Damit soll die Zahl der Einzelanlagen verringert werden. Denn Netzbetreiber müssen neben der Verteilung des in vielen Wind- und Photovoltaikanlagen erzeugten Strom auch für eine gleichbleibend hohe Qualität in der Stromversorgung sorgen. Diese Qualität mit einzelnen Anlagen und Elementen zu sichern, ist aufwändig.
PV-Dächer in Radolfzell – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify
Strom ist nicht gleich Strom – Oberschwingungen
Für die Energieversorgung spielen Windkraft und Photovoltaik eine große Rolle. Zumeist finden sich dementsprechende Anlagen dezentral in ländlichen Gebieten verteilt. Bis nachhaltig erzeugter Strom allerdings aus der Steckdose kommt, bedarf es eines komplexen Systems von Verteilernetzen und Transformationsstationen. Dabei speisen beispielsweise die Photovoltaikanlagen den von ihnen erzeugten Gleichstrom über Stromrichter direkt in das Mittel- und Niederspannungsnetz ein. Die Stromrichter wandeln diesen in Wechselstrom um. Dabei entstehen jedoch Oberschwingungen, die den elektrischen Strom verzerren. Das wirkt sich auf das Spannungssignal im Verteilernetz und damit die Qualität des Stroms aus, was wiederum die Funktion von Geräten und Maschinen stark beeinflussen kann.
Vereint in einer Anlage – Systemdienstleistungen und Energiespeicher
Um die Qualität des Stroms zu sichern, erbringen die Netzbetreiber sogenannte Systemdienstleistungen. Hinzu kommt entsprechend in Reserve gehaltene Energie, um unvorhergesehenen Mehrbedarf kurzfristig ausgleichen zu können. Leistungsspitzen füllen dann die Energiespeicher wieder auf. Hierfür notwendige Anlagen setzten die Betreiber bisher aber nur als einzelne Elemente ein. Forscher kombinieren nun unter Leitung der TU Dortmund Systemdienstleistungen und Energiespeicher in einer hybriden Kompensationsanlage.
„Wir möchten mit unserem Projekt die Einsatzmöglichkeiten von Batteriespeichern erweitern und die Zahl der Anlagen verringern, die die Systemdienstleistungen erbringen“, erklärt Ralf Böhm, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der FAU Erlangen Nürnberg, dessen Team die wichtige Steuerungstechnologie konzipiert, die die einzelnen Komponenten der Anlage zusammenfügt. Neben einem frei einstellbaren Stromrichter, der auf die Form der Spannungssignal Einfluss nehmen kann, ist die Anlage noch mit einem Schwungmassespeicher und einer Batterie ausgestattet. Der Schwungmassespeicher stellt kurzfristig hohe Energiemengen bereit; wegen ihrer große Kapazität, eignet sich die sogenannte Redox-Flow-Batterie, eine aufwendige chemische Flüssigkeitsbatterie, um Energie langfristig zu speichern und im Bedarfsfall freizusetzen. Im Mittelspannungsverteilnetz der Stadtwerke in Haßfurt wollen die Forscher die Kompensationsanlage mittels eines sogenannten Demonstrators zukünftig testen. Das BMWi hat im Rahmen des Verbundprojektes HYBKomp 2,5 Millionen Euro für die Entwicklung zur Verfügung gestellt, wovon 400.000 Euro an die FAU fallen.
->Quelle: fau.de/hybrid-fuer-erneuerbare-energien