Aktuelle Forschungsthemen des Lehrstuhls für Elektrische Energieversorgungsnetze
Risk assessment of electrolyser failure: Analysis of grid faults and grid-serving behavior
In den nächsten zehn Jahren wird die installierte Leistung von Elektrolyseuren von einigen hundert Megawatt auf mehrere Gigawatt ansteigen. Im aktuellen Koalitionsvertrag plant die Bundesregierung, die Kapazität von Elektrolyseuren bis zum Jahr 2030 auf 10 GW zu erhöhen. Aufgrund der vorhandenen Gasinfrastruktur für Wasserstoff und der Nähe zu überschüssigem Windstrom ist im norddeutschen Netz mit einer Häufung von Netzanschlussanfragen zu rechnen. Der unkoordinierte Ausfall von mehreren Gigawatt Elektrolyseurleistung durch einen Netzfehler stellt ein hohes Risiko für die dynamische Stabilität dar. Diese Studie liefert eine qualitative Risikobewertung der Auswirkungen eines Elektrolyseurausfalls und bewertet die Vor- und Nachteile verschiedener technischer Voraussetzungen für den Netzanschluss.
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INZELL – Netzstützung und Systemdienstleistungserbringung durch eine Industriezelle mit Inselnetzfähigkeit und Erneuerbaren Energien
Die Erhöhung der Versorgungsqualität und die Sicherstellung der eigenen Stromversorgung im Fall länger andauernder Spannungseinbrüche oder Versorgungsausfälle gewinnen für Industriebetriebe zunehmend an Bedeutung, da Produktionsstillstände zu hohen Kosten und Schäden führen können. Viele Betriebe verfügen zudem über dezentrale Erzeugungsanlagen, um möglichst unabhängig von Strombezugskosten zu sein. In Verbindung mit Batteriespeichern und regel- oder abschaltbaren Bezugsanlagen und einem intelligenten Regelkonzept besteht die Möglichkeit der Weiterversorgung im Inselnetzbetrieb. Im Projekt INZELL wird ein Konzept für den Inselnetzbetrieb eines weitläufigen industriellen Mittelspannungsnetzes zunächst simulativ entwickelt und abschließend in mehrstufigen Feldversuchen real erprobt. Dabei sollen Flexibilitäten im elektrischen Verhalten des Industrienetzes gezielt aufgedeckt und genutzt werden. Außerdem sollen Handlungsempfehlungen für weitere Industriebetriebe mit einer hybriden Struktur aus Bezugs- und Erzeugungsanlagen abgeleitet und Kriterien für die Vermarktung möglicher Systemdienstleistungen definiert werden. Im Fokus stehen hierbei Systemdienstleistungen, die ein Industriebetrieb im Netzparallelbetrieb zur Stützung des öffentlichen Netzes leisten kann, wie z. B. ein definierter Beitrag zum Netzwiederaufbau oder ein gesteuerter Wirk- und Blindleistungshaushalt am Übergabepunkt.
Weitere Informationen: Projektwebsite
LINDA 2.0 - Lokale (teil-)automatisierte Inselnetz- und Notversorgung mit dezentralen Erzeugungsanlagen bei großflächigen Stromausfällen
Die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls können einer nationalen Katastrophe mit gravierenden Folgen für die Zivilgesellschaft nahekommen. Durch den Einsatz dezentraler Energieversorgungsanlagen als Notversorgung von kritischer Infrastruktur mittels Inselnetzen kann in solchen Szenarien den Schaden erheblich reduzieren. Im Forschungsprojekt LINDA (Lokale Inselnetzversorgung und beschleunigter Netzwiederaufbau mit dezentralen Erzeugungsanlagen) wurde ein Konzept für den stabilen Inselnetzbetrieb im Notversorgungsfall entwickelt und in einem süddeutschen Netzgebiet unter Realbedingungen erprobt. In LINDA 2.0 wird das LINDA-Konzept auf ein anderes Versuchsgebiet übertragen und (teil-)automatisiert werden. Den Untersuchungsgegenstand bildet dabei eine Konstellation aus Laufwasserkraftwerk als inselnetzbildende Einheit und Trinkwasserversorgung als kritische Infrastruktur, es sind mehrere Feldversuche geplant. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts ein Hybridaggregat entwickelt und im Verteilnetz erprobt. Das Hybridaggregat soll eine Alternative für ein konventionelles Netzersatzaggregat bilden und besteht aus einem inselnetzbildenden Wechselrichter mit Batteriespeicher und einem Dieselgenerator als Range Extender. Im regulären Betrieb ist der Range Extender abgeschaltet und das Aggregat arbeitet völlig emissionsfrei (Lärm, Abgas und CO2).
Weiter Informationen: Projektflyer