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Donnerstag, 14. Dezember 2017

Stromnetze

Smarte Container statt neuer Leitungen

Von Angela Schmid | 26. Januar 2017 | Ausgabe 04

An der Küste wird die Energiewende neu gedacht.

S24 Bildnachweis
Foto: Enera/Sigrun Strangmann
Foto: Enercon

Ostfriesland digital: Im Projekt Enera erproben 75 Partner den nächsten Schritt in eine digitalisierte Energiewirtschaft. Windkraftanlagen könnten netzdienlicher werden, Container mit sogenannten Statcom-Modulen sollen helfen, einen teuren Netzausbau zu vermeiden.

Zwischen Ems und Jadebusen, in der nordwestdeutschen Provinz, will ein Konsortium aus 75 Partnern das Energiesystem durch den Einsatz intelligenter Technologien zukunftsfähig gestalten und effizienter betreiben. Dafür soll das Energienetz mit bis zu 32 000 digitalen Messsystemen ausgestattet und es sollen Speichersysteme gebaut werden.

In Zusammenarbeit mit Stromhandelsplätzen wollen die Projektbeteiligten bestehende Marktmodelle um regionale Produkte erweitern und Windenergieanlagen technisch optimieren.

Enera heißt das vierjährige Projekt, das im Rahmen des Wettbewerbs „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“ mit dem „Sonderpreis Digitalisierung“ ausgezeichnet wurde und Anfang dieses Jahres startete. Man werde „mit Enera den nächsten Schritt der Energiewende gehen und dabei Digitalisierung und Energiewende verschmelzen“, sagt Matthias Brückmann, Chef des Oldenburger Energieversorgers EWE. 120 Mio. € investieren die am Projekt beteiligten Unternehmen in die Modellregion, rund 50 Mio. € kommen vom Förderprogramm „Schaufenster intelligente Energie“ (Sinteg) des Bundes.

„Wir haben gemerkt, dass wirkliche Innovation nur stattfinden kann, wenn Netze und Markt gemeinsam den nächsten Schritt machen“, erklärt Ulf Brommelmeier von EWE, der das Konsortium leitet.

Dafür wird auch die Strombörse Epex Spot in Paris genutzt, mit der Gespräche laufen, um regionale Systemdienstleistung anbieten zu können. „Wir versuchen, regionale Probleme auch regional zu lösen. Aber an einem schon bestehenden Marktplatz“, erklärt Brommelmeier.

Foto: EWE/Sigrun Strangmann

„Wir haben gemerkt, dass wirkliche Innovation nur stattfinden kann, wenn Netze und Markt gemeinsam den nächsten Schritt machen.“ Ulf Brommelmeier vom Energieversorger EWE, Projektleiter Enera.

Genutzt werden soll vor allem das vorhandene Potenzial. Vor Ort sind bereits 1,75 GW Anlagen für erneuerbare Energien installiert. So kann eine Windenergieanlage heute schon viel mehr für das Energiesystem tun, als sie darf. Sie kann zum Beispiel neben der Wirk- auch Blindleistung bereitstellen, die bisher aus konventionellen Kraftwerken bezogen wird. Gesetzlich vorgesehen ist das bisher nicht; die Anlagen sind dafür oft auch nicht ausgerüstet. Aber das soll sich ändern.

Schlüsseltechnologie dafür ist eine leistungselektronische Entwicklung des Auricher Windkraftanlagenbauers Enercon. Das Static-Synchronous-Compensator-Modul (Statcom) soll eine smarte Alternative für teure Kabelnetzerweiterungen in Regionen mit schwachen Netzen sein. Das Gerät ist ein Umrichter, der keine Wirkleistung, sondern Blindleistung austauscht, die für den sicheren Betrieb eines Energieversorgungsnetzes benötigt wird.

„Statcom-Module verhalten sich dabei entweder wie Kondensatoren oder wie Spulen“, erklärt Enercon-Sprecher Felix Rehwald. „Da der Strom bei einem Umrichter sehr schnell stufenlos verstellt werden kann und es möglich ist, zwischen voreilendem und nacheilendem Strom umzustellen, sind Statcom-Module im Prinzip stufenlos einstellbare Kapazitäten und Induktivitäten in einem Gerät.“ Die Module können somit schwache Netzregionen ertüchtigen und kostenintensiven Netzausbau vermeiden.

In der Enercon-Gießerei GZO im ostfriesischen Georgsheil wird dies bereits realisiert. Die enorme Leistung der elektrischen Schmelzöfen würde ohne Statcom-Unterstützung das Netz überlasten und die Spannung zu weit absinken lassen.

Die Alternative wäre eine neue Hochspannungsleitung zum Werk gewesen. Die damit verbundenen hohen Investitionskosten hätten sich für den Windenergie-Anlagenhersteller nicht rentiert. Wie hoch die Kostenersparnis war, verrät Rehwald allerdings nicht.

Um das Netz stabil zu halten, müssen die Daten in Echtzeit erfasst und laufend ausgewertet werden. Bisher ist das noch weitestgehend Neuland. Dafür will der Technologiekonzern 3M eine neue Generation von Mittelspannungssensoren testen. Sie sollen Spannung und Stromstärke messen.

Bisher spielte das kaum eine Rolle. Mit der volatilen Einspeisung aus regenerativen Erzeugungsanlagen gewinnt ein Lastmanagement zunehmend an Bedeutung. „Oft ist nicht deutlich, in welcher Richtung der Strom unterwegs ist“, erklärt 3M-Business-Development-Manager Claus Döller die bisherige Problematik. Zudem sei es wichtig, das Spannungsband einzuhalten.

Der 3M-Sensor ist so klein, dass er in eine Kabelanschlussgarnitur integriert werden kann. Zudem kann er Temperaturschwankungen zwischen -20 °C bis +60 °C aushalten, ohne dass die Ergebnisse beeinflusst werden.

Der Vorteil der Sensortechnologie liegt vor allem in der hohen Genauigkeit der Messung von Spannung und Strom. Zudem können Oberwellen bis zu 5 kHz gemessen werden, womit sich Einsatzmöglichkeiten im Bereich des Monitorings der Spannungsqualität ergeben. Parallelmessungen haben gezeigt, dass klassische Stromwandler dies nicht bieten können. Döller: „Mit den daraus gewonnenen Daten ergeben sich ganz neue Geschäftsmodelle.“

Für die Energieversorgung sei diese Transparenz im Energiesystem „Big Data“, stellt Brommelmeier die Bedeutung dar. Aber nur darüber können auch Mehrwerte geschaffen werden. Heute, so der Projektmitarbeiter, werde der Kunde überall personalisiert angesprochen – wie bei Internetanbietern wie Amazon. „Bei der Energieversorgung sind wir da noch in der Steinzeit. Der Kunde erwartet das aber.“

Hier kommen neue Geschäftsmodelle ins Spiel. Über eine Plattform sollen erst mal datenbasierte Geschäftsmodelle entwickelt werden. Das alles soll nicht nur in der Theorie dargestellt, sondern während der vierjährigen Projektphase umgesetzt werden. Brommelmeier: „Es entsteht damit aus unserer Sicht eine Riesenchance für die Energieversorgung.“

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