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TU Dresden: Forscher vom ETI entwickeln essentielle Komponente für zuverlässige Energieversorgung für die Energiewende

  • Die ständig steigende Zahl von Erzeugern aus volatilen Quellen wie Wind und Sonne ist mit neuen Anforderungen an Elektroenergienetze verbunden.
    Prinzipielle Netzstruktur der Elektroenergieversorgung mit dem neuen Netzstabilisator ARESS, ARESS = Generator+Schwungmasse, AKW: Atom-/Kernkraftwerk, BKW: Braunkohlekraftwerk, Netz: gekuppelte Netze, PV: Photovoltaikanlage, WKW: Wasserkraftanlage → Energiefluss

Forscher der TU Dresden unter Leitung von Prof. Hofmann und Prof. Bernet vom Elektrotechnischen Institut (ETI) entwickeln gemeinsam mit der Firma Siemens Energy Global GmbH Co. KG, der TU Dortmund, der Firma Amprion GmbH und der Leibniz Universität Hannover eine Anlage zur Stabilisierung des Elektroenergienetzes. ARESS – Der Asynchrone, Rotierende Energie-System-Stabilisator soll als ein integraler Bestandteil der vorhandenen Netzstruktur dafür sorgen, dass Energieversorgung trotz der volatilen Verfügbarkeit der erneuerbaren Energiequellen zuverlässig funktioniert.

Die ständig steigende Zahl von Erzeugern aus volatilen Quellen wie Wind und Sonne ist mit neuen Anforderungen an Elektroenergienetze verbunden. Um eine zuverlässige Elektroenergieversorgung nach der Energiewende zu gewährleisten, müssen die Netze Lastschwankungen, Netzfehler und Spannungs- sowie Frequenzschwankungen bewältigen können. Dafür werden Projektpartner in den kommenden vier Jahren spezielle Netzwerkkomponenten entwickeln: einen geregelten Modularen Multilevel-Matrixumrichter (M3C) und einen doppeltgespeisten Drehstrom-Asynchrongenerator mit Schwungrad. Der M3C wird eine Netzanpassung des Generators und eine bedarfsorientierte Regelung der Gesamtanlage ermöglichen, während das Schwungrad als eigentlicher, rotierender Energiespeicher fungiert. Beide bilden das sogenannte ARESS-System.

An der TU Dresden soll das ARESS-System regelungstechnisch in stationären und nichtstationären Arbeitspunkten untersucht werden. Dafür entwickeln die Forscher Modelle des Systems und seiner Teilkomponenten in verschiedenen Genauigkeitsstufen. Diese werden genutzt, um Regelungsstrategien für das gewünschte Systemverhalten zu entwerfen und simulativ zu untersuchen.

Zurzeit bauen die Ingenieure der TU Dresden und der Firma Siemens gemeinsam einen Demonstrator auf, der aus einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine mit Schwungrad, einem M3C und einer neuartigen Regelungsplattform besteht. Er wird am Elektrotechnischen Institut testweise in Betrieb genommen. So kann nachgewiesen werden, dass dieses System in der Lage ist, bei Instabilitäten im Netz (z. B. durch Kurzschlüsse oder Frequenzschwankungen) das Netz mittels an der TU Dresden entwickelter, ausgeklügelter Regelalgorithmen zu stabilisieren.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) für die Laufzeit vom Jahr 2022 bis 2026 mit 587.225 EUR gefördert.

Weiterführende Links

www.tu-dresden.de

Bild: G. Sturm, TU Dresden