Forscher:innen der TU Dresden 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 einen Schwungradspeicher 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.

Schwungradspeicher mit Multilevel-Matrixumrichter gekoppelt

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 wollen 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:innen Modelle des Systems und seiner Teilkomponenten in verschiedenen Genauigkeitsstufen. Diese wollen sie nutzen, 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. Der Schwungradspeicher wird am Elektrotechnischen Institut testweise in Betrieb genommen. So wollen die Forscher:innen nachweisen, 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 Regelalgorithmen zu stabilisieren.

8.12.2021 | Quelle: TU Dresden | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH