Bild: SMA

Auf der Suche nach praxistauglichen Lösungen für Inselnetze

Welche Möglichkeiten der nachhaltigen Energieversorgung lassen sich für abgeschiedene Landstriche überall auf der Welt entwickeln? In einem Forschungsprojekt entwickelt die Hochschule Biberach (HBC) gemeinsam mit der Hochschule Reutlingen und verschiedenen Partnern aus Industrie und Wissenschaft Inselnetze und Lösungen aus erneuerbaren Quellen für netzferne Gebiete.

Die Herausforderung: PV-Module produzieren nur Strom, wenn die Sonne scheint, Windräder nur, wenn der Wind ausreichend stark weht. Laufen sie bei passenden Bedingungen auf Hochtouren, müssen die Überschüsse aus der Erzeugung gespeichert oder umverteilt werden.

Beispiele dafür gibt es zwar bereits, etwa die Karibikinsel St. Eustatius oder Bonaire, eine Insel in den niederländischen Antillen, die mithilfe von Erneuerbaren Energien wie Wind oder Sonne und jeweils einem Batteriespeicher autark versorgt werden. Mit dem aktuellen Projekt „PV-Diesel-Global“ wollen die Entwickler um Volker Wachenfeld, Professor für Netzintegration erneuerbarer Energien und Energiespeicher an der HBC, die bisherigen Möglichkeiten jedoch weiter ausbauen und verbessern. Konkret wollen die Beteiligten des Forschungsverbundes Hybridsysteme entwickeln, die sie mit verschiedenen Erzeugern von elektrischer Energie koppeln können.

Gemeinsam mit dem Projektpartner IEE wird die Hochschule Biberach zudem ein geeignetes Setup für den Netzschutz konzipieren, das den stabilen und wirtschaftlichen Betrieb von hybridisierten Inselsystemen auch bei verteilter Einspeisung ermöglicht. Mit der Dezentralisierung der Energieversorgung durch Erneuerbare Energien sei der Netzschutz zwar bereits in der Diskussion, jedoch würden derzeitige Netzschutzlösungen in der Regel auf einem unidirektionalen Lastfluss vom Kraftwerk zum Verbraucher basieren, erläutert Professor Volker Wachenfeld. Der Forschungsverbund wolle die für das Inselnetz zu erwartenden Probleme eingrenzen und gefundene Lösungen validieren. Dafür werden IEE und HBC Simulationsumgebungen aufbauen, in denen moderne Netzschutzkonzepte bei verteilter Erzeugung ausgelegt und getestet werden können. Dabei wird das IEE den Fokus stärker auf die Simulation mit Software-Tools legen, während die HBC diese Simulationsergebnisse in einer realitätsnahen Umgebung untersuchen wird.

Die Inselnetze werden die Biberacher ForscherInnen im Smart Grid-Labor abbilden. Dafür wird das Labor zunächst um weitere Erzeuger aufgerüstet, um den spezifischen Anforderungen gerecht zu werden.

Und welcher abgelegene Landstrich könnte die geografische Grundlage für das Forschungsvorhaben darstellen? Dies sei noch nicht entschieden, so der Wissenschaftler, der das Wunschbild des Forschungsverbundes dafür so beschreibt: ein abgelegenes Versorgungsgebiet, beispielsweise eine Insel, auf der Erzeugung aus Wind, Sonne, eventuell auch aus Wasserkraft, an verschiedenen Orten und zu unterschiedlichsten Zeiten zur Verfügung steht. Diese Vielschichtigkeit sei elementar für die Untersuchungen, so Wachenfeld, „denn die Energieversorgung von morgen muss dezentral und erneuerbar sein,“ beschreibt der Wissenschaftler seine Überzeugung.