Mit einem Outdoor-Leistungslabor erproben die Forschenden Inselnetz-Betriebsstrategien.
Im Zuge des Forschungsprojekts INZELL (Netzstützung und Systemdienstleistungserbringung durch eine Industriezelle mit Inselnetzfähigkeit und Erneuerbaren Energien) wurde auf dem Campus der OTH Regensburg ein temporäres Outdoor-Leistungslabors errichtet. In dem Outdoor-Labor ist eine Anordnung aus Batteriespeicher, Notstromaggregat, Asynchronmaschine, Kondensatorbank und einer einstellbaren Verbrauchslast aufgebaut, die als Inselnetz betrieben werden kann. Bei dem Versuchsaufbau werden verschiedene Inselnetzbildungs- und -regelungsstrategien durch einen Batteriespeicher im Zusammenspiel mit einem Notstromaggregat untersucht und erprobt. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Umsetzung und Analyse einer Resynchronisierung des aufgebauten Inselnetzes im laufenden Betrieb mit dem öffentlichen Versorgungsnetz dar.
Das öffentliche Stromnetz stabil halten
Das Thema Inselnetzbetrieb bzw. Inselnetzfähigkeit von Industriebetrieben sowie kritischer öffentlicher Netzinfrastruktur gewinnt immer mehr an Bedeutung. Das Bundesforschungsprojekt INZELL adressiert Fragestellungen rund um das optimierte Zusammenspiel unterschiedlicher Erzeugungsanlagen, Speicher und Lastmanagementsysteme.
Mit dem Inselnetzbetrieb der Industriezelle der Firmengruppe Max Bögl soll eine Weiterversorgung im Falle von Versorgungsunterbrechungen ermöglicht werden. Darüber hinaus soll diese dazu beitragen, die Stabilität des öffentlichen Stromnetzes kostengünstig sicherstellen zu können. Das Projekt soll zeigen, dass die Industriebetriebe einen essenziellen Beitrag zur Energiewende leisten und als Stabilitätsanker für ein zukünftiges zellulares und dezentrales Energiesystem dienen können.
Ziel des Testaufbaus ist es, wichtige Ergebnisse und Erfahrungen zu sammeln, die als Empfehlungen zur Konzeption der Betriebsstrategien sowie zur Auslegung der Betriebsanlagen für den Inselnetzbetrieb des Industrienetzes der Firma Max Bögl dienen. Durch den Testaufbau werden gezielte Untersuchungen der Betriebsstrategien und des Anlagenverhaltens im hochdynamischen und transienten Zeitbereich machbar, welche in Form und Umfang nicht oder nur mit erheblichen Einschränkungen der laufenden Produktion im Werksnetz der Firma Max Bögl möglich wären. Durch diesen Zwischenschritt werden die Konzepte für den Inselbetrieb geschärft und verifiziert, bevor diese im Anschluss mit Anlagen im Werksnetz der Firma Max Bögl im Rahmen von Feldversuchen erprobt werden.
Aufbau und Eckdaten der Komponenten
Das Outdoor-Labor besteht aus einem Bürocontainer und einem umzäunten Freigelände, in dem die Maschinen und Komponenten aufgebaut sind. Der Batteriespeicher (68,5 kVA/72 kWh) und das Notstromaggregat (50 kVA) dienen als netzbildende Erzeugereinheiten. Zur Nachbildung unterschiedlicher Verbraucherverhaltensweisen werden eine regelbare induktiv-ohmsche Lastbank, eine Kondensatorbank und eine Asynchronmaschine verwendet. Der Inselnetz-Testaufbau erfolgt auf der Niederspannungsebene (400V/230V). Das notwendige Messequipment sowie die Komponenten zur Ansteuerung der Geräte sind in Schaltschrankgehäusen installiert.
Innerhalb des Baucontainers sind Arbeitsplätze für die Versuchsdurchführung und -überwachung eingerichtet. Die verwendeten Komponenten im Testaufbau unterscheiden sich trotz der kleineren Leistungsklassen in ihrem Regelverhalten nur in geringer Weise von den Pendants im Max Bögl-Werksnetz, wodurch die gewonnenen Erkenntnisse auf die späteren Verhältnisse übertragen werden können. Am Vorversuch beteiligt sind die Industriepartner INTILION GmbH und Bredenoord BV, die jeweils Komponenten leihweise und kostenfrei zur Verfügung stellten und bei Versuchsaufbau und -durchführung unterstützten. Bei den Aufbauarbeiten und Materialkosten unterstützte die OTH-Hochschulleitung finanziell. Der Testaufbau wurde aus Mitteln der HighTech-Agenda finanziert. Das gesamte Projekt hat ein Volumen von 1,65 Millionen Euro, es wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.
Die Analysen im transienten und hochdynamischen Zeitbereich führt die OTH Regensburg zusammen mit den Projektpartnern TU München und der TU Clausthal durch. Die Ergebnisse werden in einen zweiten Artikel in naher Zukunft veröffentlicht. Aktuell besteht noch die Möglichkeit, den Testaufbau vor Ort selbst zu besichtigen. Alle Interessenten können hierzu eine Anfrage per E-Mail an Ludwig Brey, wissenschaftlicher Mitarbeiter Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES), senden: ludwig.brey(at)oth-regensburg.de
