Projekt zur Erforschung von elektrischen und mechanischen Wechselwirkungen im Stromnetz bei steigendem Anteil von Photovoltaik- und Windenergieanlagen bewilligt

Im Zuge der Energiewende wird zunehmend Strom mit Photovoltaik- und Windenergieanlagen erzeugt. Als Folge liefern die klassischen großen, fossil befeuerten Kraftwerke immer weniger Strom. Die Komplexität der Stromnetze steigt weiter, wenn neben den regenerativen Energieerzeugungsanlagen die Stromnetze wie geplant ausgebaut werden und die Bestrebungen von Energieeffizienzmaßnahmen greifen. Wichtig für die Stabilität der Stromnetze sind aber aktuell die mechanischen Schwungmassen der großen, fossil befeuerten Kraftwerke. Sie wirken stabilisierend auf das Stromnetz, vergleichbar mit einem drehenden Kreisel, der sich wieder aufrichtet, wenn er aus seiner stabilen Lage ausgelenkt wird.

Wie sich die Stabilitätseigenschaften des Stromnetzes verändern, untersucht das Forschungsvorhaben AMSES.
Die am Vorhaben „Aggregierte Modelle für die Simulation von dynamischen Vorgängen in elektromechanischen Energiesystemen“, (kurz: AMSES) beteiligten Wissenschaftler untersuchen was es bedeutet, wenn es immer weniger rotierende Schwungmassen gibt und wie sich dies auf die Ausgleichsvorgänge im Stromsystem mit seinen elektrischen, magnetischen und mechanischen Größen auswirkt, die sehr unterschiedliche Änderungsgeschwindigkeiten und räumliche Ausdehnungen aufweisen.

Wissenschaftler erforschen die Wechselwirkungen von elektrischen und mechanischen Komponenten in Stromnetzen bei einem wachsenden Anteil von Photovoltaik und Wind
Das Forschungsprojekt wird koordiniert vom Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik der Leibniz Universität Hannover. Daran beteiligt sind das Institut für Antriebssysteme und Leistungselektronik, Institut für Turbomaschinen und Fluiddynamik, Institut für Theoretische Elektrotechnik und das Leibniz Forschungszentrum Energie 2050 (LiFE 2050). Projektstart war der 1. Januar 2015.
Die VolkswagenStiftung hat rund eine Million Euro als Fördersumme für AMSES bewilligt. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen die dynamischen Wechselwirkungen von elektrischen und mechanischen Komponenten in Stromnetzen bei einem wachsenden Anteil von Photovoltaik und Wind.

Simulationswerkzeuge sollen Probleme vermeiden
Das Konsortium verfolgt dabei das Ziel, die Eigenschaften der Komponenten des Stromsystems zu modellieren und mit Hilfe von Simulationen die dynamischen Vorgänge in elektromechanischen Energiesystemen der Zukunft zu analysieren. Dabei wollen die Forscherinnen und Forscher wissenschaftliche Grundlagen ermitteln, um mit Simulationswerkzeugen Hinweise auf Probleme zu identifizieren.

Photovoltaik- und Windenergie-Zubau erhöht Komplexität im Elektroenergiesystem
„Der weitere Zubau einer Vielzahl von dezentralen und volatil einspeisenden Wind- und Photovoltaik-Anlagen und die gleichzeitige Verdrängung der großen fossil befeuerten Kraftwerke führen zu einer immer größer werdenden Komplexität und Veränderung der bei Störungen im Elektroenergiesystem auftretenden dynamischen Ausgleichsvorgänge“, erklärt Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Hofmann, Koordinator des Projekts und Leiter des Instituts für Energieversorgung und Hochspannungstechnik.
„Eine zutreffende Simulation des dynamischen Verhaltens und eine darauf basierende Beurteilung der Stabilität des Gesamtsystems übersteigen den heutigen Stand der Forschung. Ziel von AMSES ist es, mit einem interdisziplinären Ansatz Lösungswege zur Simulation und Vorausberechnung von komplexen elektrisch-mechanischen Energiesystemen zu entwickeln, um Effekte und Wechselwirkungen, die erst aus der Interaktion der verschiedenen Betriebsmittel entstehen, in der Simulation vorauszuberechnen. Mit dieser Forschung leisten wir einen wichtigen Beitrag für die Energiewende.“

13.01.2015 | Quelle: Leibniz Universität Hannover; Bild: Agora Energiewende/Rocco Bittner | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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