„Supergrid“-Studie präsentiert Szenarien für eine erneuerbare Stromversorgung in Europa und Afrika

Im Projekt „Supergrid“ haben Fraunhofer-Institute erforscht, wie ein solches Strom- und Verteilnetz zwischen Nordafrika und Europa funktionieren könnte. Die Ergebnisse des Projekts wurden in einer abschließenden Studie veröffentlicht.
Die Forscher aus fünf Fraunhofer-Instituten haben Szenarien für ein erneuerbares Energiesystem in der MENA-Region entworfen, potenzielle Technologien verglichen, neue Detaillösungen entwickelt und Regulierungsmechanismen ausgewertet.

Solar- und Windpotenzial in Nordafrika und Südeuropa analysiert
Um geeignete Energiesysteme auf Basis erneuerbarer Energien zu modellieren, hat das Team den aktuellen Stand in Nordafrika und Südeuropa erfasst. Hierfür wurde das bestehende Elektrizitätssystem Europas sowie Nordafrikas abgebildet und das Solar- und Windpotenzial in einem geografischen Informationssystem analysiert.
In einem weiteren Schritt haben die Wissenschaftler die kostenoptimale Zusammensetzung eines Kraftwerkparks ermittelt und eine Standort- sowie Kraftwerkseinsatzplanung durchgeführt. Anschließend wurden die existierenden Übertragungsnetzstrukturen modelliert und ihre Fähigkeit zur Integration erneuerbaren Stroms untersucht.
„Die Szenarien zeigen, dass eine Dekarbonisierung der Stromsysteme in Europa und Nordafrika ökonomisch sinnvoll machbar ist“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Werner Platzer. „Hohe Anteile an erneuerbaren Energien – bis nahezu 100 % – werden in jedem Szenario bis 2050 erreicht.“

Speicher für solarthermische Kraftwerke
Der Studie zufolge kommt solarthermischen Kraftwerken (Concentrating Solar Power; CSP) in einem erneuerbaren Energiesystem in der MENA-Region eine große Bedeutung zu, da mit ihnen die schwankende Stromerzeugung aus Wind- und Photovoltaik-Kraftwerken durch eine regel- und planbare Kapazität ergänzt wird.
In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung von Hochtemperatur-Speichern interessant. Die Kostenreduktion durch billigere Speichermaterialien, z. B. Salzschmelze, und effizientere Systeme spielt eine ebenso wichtige Rolle wie das Design von Speicherkomponenten und die Optimierung des Gesamtsystems.

Netze und Leistungselektronik
Ein starker Ausbau der erneuerbaren Energien bringt in jedem der Szenarien einen enormen Ausbau des Gleichstrom-Übertragungsnetzes mit sich. Eine Lösung ist ein vermaschtes überlagertes Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Stromnetz (HGÜ), das den Transport der fluktuierenden Leistung aus erneuerbaren Kraftwerken über lange Strecken ermöglicht.
Eine Schlüsseltechnologie beim Ausbau der DC-Übertragungsnetze wird die Leistungselektronik sein. Daher wurden auch neue Detaillösungen erarbeitet, um den Anforderungen an Leistungselektronik-Bauteile im Bereich der Mittelspannung gerecht zu werden.
Das Projekt wurde von der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert und vom Fraunhofer ISE koordiniert. Weitere Projektpartner waren die Fraunhofer-Institute für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, für Werkstoffmechanik IWM, für Integrierte System und Bauelementetechnologie IISB und für System- und Innovationsforschung ISI.

18.04.2016 | Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE; Bild: istock/skodonnell | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH