In den letzten Jahren ist die Aufgabe der Systemführung in Verbundnetzen der Übertragungsebene zunehmend komplexer geworden. Dennoch muss die Netzsicherheit erhalten bleiben. Die Online-Durchführung dynamischer Netzsicherheitsbewertungen (Online-DSA) dient hierbei als wichtiges Werkzeug für Netzbetreiber zur Beurteilung der Netzstabilität während des laufenden Netzbetriebs. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Modulen für Assistenzsysteme, die einen sicheren und gleichzeitig wirtschaftlichen Betrieb von Verbundnetzen mit geringer Trägheit und großem Anteil Erneuerbarer Energien ermöglichen. Dazu soll ein modulares DSA-System für die Bewertung der Systemsicherheit für Verbundsysteme mit geringer Rotationsenergie realisiert werden (Low Inertia Security Assessment System: LI-SA). Dieses besteht aus einem flexiblem Forschungs- und Entwicklungssystem (LI-SA-RD), einer Validierungs- und Erprobungsumgebung (LI-SA-VT), und einer dynamischen Echtzeitsimulation (LI-SA-RT), die über geeignete Schnittstellen miteinander verbunden werden. Damit sollen neuartige DSA-Module für kundenspezifische Problemstellungen entwickelt, aufgebaut und erprobt werden. Die spezifischen Ziele der Fraunhofer Institute beinhalten die Entwicklung verschiedene Verfahren zur Trägheitserkennung, Erkennung von Reglerinstabilitäten stromrichtergekoppelter Anlagen, Anomalieerkennung sowie der Aufbau eines modularen Forschungs- und Entwicklungssystems als flexible Plattform für die Entwicklung neuer Verfahren sowie als Benchmark System.
Die zunehmende Verwendung von Gleichstrom, für die Verteilung der elektrischen Energie, stellt einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Ziele der Energiewende im Stromsektor dar. Eine Schlüsseltechnologie zur Realisierung dieser zukünftigen effizienten Gleichstromnetze stellen geeignete Schaltgeräte dar, welche die neuen hohen Anforderungen erfüllen können. In diesem Projekt sollen daher zwei Varianten von hybriden DC-Schaltgeräten (kurz: Hybridschaltgeräte) für Spannungen bis zu 1500V entwickelt werden. Der Schwerpunkt liegt auf einem Hybridschaltgerät, bei welchem die Stromunterbrechung durch eine Kombination aus mechanischen und elektronischen Schaltern geschieht. In einer zweiten Variante soll untersucht werden, ob auch ein rein elektronischer Schalter in diesem Spannungsbereich die Anforderungen an die Stromunterbrechung erfüllen kann. In beiden Fällen sorgt ein nachgelagertes mechanisches Schaltelement für die Herstellung der sicheren elektrischen Trennung. Im Detail sollen geeignete Leistungshalbleiter, mechanische Schalter und Steckverbinder sowie unterschiedliche Topologien von Hybridschaltgeräten auf diese Anforderung hin überprüft werden. Mit den Favoriten werden Demonstratoren zunächst für 800 V und anschließend in modularem Aufbau bis 1500 V erstellt, die jeweils unter realen Bedingungen charakterisiert und bewertet werden sollen. Flankiert werden diese experimentbasierten Untersuchungen durch entsprechende Modellbildung und Simulation. Projektziel ist die Entwicklung und anwendungsnahe Prüfung zweier Varianten von Demonstratoren zum Einsatz in zukünftigen Gleichstromnetzen bis 1500 V. Die genaue Spezifikation wird zu Projektbeginn definiert; angestrebt sind Nennströme bis 500 A.
Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Photovoltaik (PV)-Anlage: Kirche in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 580 m2 Bruttogeschossfläche zzgl. Sakristei und Kapelle im Anbau, Verwendung als Katholische Kirche. Solarthermie (ST)-Anlage: Wohnhaus mit Pfarrbüros in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 400 qm BGF, Verwendung als Pfarrhaus. Generator (PV-Module): Die Module werden aufgeständert auf dem Flachdach der Kirche montiert. Die Ständerkonstruktion trägt 2 Modulreihen, wird aus Edelstahl gefertigt und zur Optimierung der Sonneneinstrahlung an der Flachdachbrüstung der Nordseite montiert. Die Neigung beträgt 30 Grad. Die Ausrichtung ist Südost - 10 Grad. Es wurden 2 Strangwechselrichter vom Typ SMA verwendet. Strang 1: Typ SMA 2500 mit 2500 W, 18 Module und Strang 2 mit Typ SMA 2000 mit 2000 W, 16 Modulen. Modul-Typ Isofoton I-159/12MC zu je 159 W und 1,294 m2. Die Generatornennleistung beträgt 5,4 kW. Solarthermische Anlage: Die Montage erfolgt aufgeständert mit ca. 40 Grad Neigung in Südausrichtung auf dem Flachdach des Pfarrhauses. Die Nettofläche beträgt 7.6 m2, vorhandener 400 l Speicher, externer Plattenwärmetauscher. Die Verrohrung erfolgt in 18 mm Kupferrohr, Kollektor: LB Kollektorbausatz der Firma Wagner, Regelung ebenfalls Fa. Wagner. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: Erstellung und Veröffentlichung einer Studie, Info dazu an die örtlichen Presse (Süddeutsche Zeitung). Mitteilungen an die Bürger der politischen Gemeinde auf Bürgerversammlungen durch den Bürgermeister. Darstellung anlässlich des großen Zukunftsfestes in Unterhaching im Oktober 99. Begleitung des Projektes in der örtlichen und kirchlichen Presse. Infoständer an mehreren Sonntagen zur Darstellung des Projektes und zur Gewinnung von Spenden. Gemeinsame Aktionen/Veröffentlichungen mit den ISAR-Amperwerken (Netz-Einspeisung). Erstellung von Prospekten (Beschreibung des Projektes, Darstellung der Realisierung und der Förderung, der Eigenbeteiligung, technische Daten etc.) PR-Maßnahmen in Zusammenarbeit mit der Clearingstelle Kirche und Umwelt und dem Umweltbeauftragten der Diözese. Schautafeln vor der Kirche mit Anzeige der gewonnen Solarenergie. Vorträge und Führungen. Ausstellungen im Foyer des Rathauses. Fazit: Das Projekt kann als gelungen bezeichnet werden, es wurde von sehr vielen Gemeindemitgliedern, Bürgern und der Presse entsprechend gewürdigt. Aus unserer Sicht ist die Bundesförderung Ihren Zielvorstellungen durch Ihre Unterstützung der Solarmaßnahmen ein Stück näher gekommen.
Im Rahmen dieses Projektes soll ein modulares, autarkes Brennstoffzellensystem entwickelt werden, welches die elektrischen Nebenverbraucher in Elektrobussen mit Energie versorgt. Die benötigte Nebenverbraucherleistung kann bis zu 50% des Gesamtleistungsbedarfs ausmachen. Auf diese Weise kann die Reichweite von Elektrobussen ohne übermäßige Investitionskosten vergrößert und die Nutzungsdauer von Batterien durch eine Verminderung der Ladezyklenanzahl verlängert werden. Das im Rahmen dieses Projekts entwickelte System wird prototypisch in einem elektrifizierten Bus aufgebaut. Gleichzeitig wird die Einzelzulassung angestrebt, um einerseits den Reifegrad der entwickelten Technologie aufzuzeigen, andererseits die Validierung der Simulationsergebnisse durch reale Tests durchführen zu können. Im Rahmen der Erprobungsphase des zu entwickelnden Busses in einer Betriebssituation wird im dritten Jahr ein Praxistest durch die ASEAG durchgeführt. Während des 12-monatigen Betriebs wird der Gelenkbus im Linienverkehr eingesetzt. So kann der zu entwickelnde Bus unter allen Wetterbedingungen getestet und analysiert werden. Die Fahrdaten werden in einer Datenbank gespeichert und zur Analyse ausgewertet. Dazu gehören die Fahrzyklusdaten inklusive der Innen- und Außentemperaturen und deren Einfluss auf den Gesamtenergieverbrauch sowie die Reichweite des Buses. Darüber hinaus wird das Brennstoffzellensystem im dritten Jahr regelmäßig überprüft und die aus den Tests resultierenden Daten für Optimierungsmaßnahmen genutzt. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Systems in einer Langzeittestsituation gesteigert und der Bus mit Brennstoffzellensystem zur Energieversorgung der Nebenverbraucher vom Technologie-Reifegrad (TLR) 7 auf TLR8 gesteigert werden. Das aufgebaute Demonstrator Fahrzeug soll am Ende des Projektes nicht zurück in den Betrieb überführt werden, sondern als Technologieträger für die Weiterentwicklung sowie für Lehr- und Forschungszwecke zur Verfügung stehen.