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Messsysteme für Großerzeugungs-Anlage, Teilvorhaben: Durchführung des Feldtests

Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleiner Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Für Großerzeugungsanlagen werden wir dafür im Projekt MeGA ein Konzept entwickeln und bis zum Feldtest bringen. Mit unserem Projekt ermöglichen wir damit die Basis für die Nutzung des Cyber-Security-Konzepts des Smart Meter Gateways (SMGW) in zusätzlichen Anwendungsbereichen. Die Stadtwerke Pforzheim hat den Schwerpunkt ihrer Arbeiten in der praktischen Erprobung der Vorhabenziele. Konkret werden wir uns intensiv im Labortest und Feldversuch beteiligen.

ForWind: ventus efficiens - Verbundforschung zur Steigerung der Effizienz von Windenergieanlagen im Energiesystem

Die Forscher planen, die Effizienz von Windkraftanlagen zu steigern. Dazu betrachten sie nicht nur einzelne Teile der Windkraftanlagen, sondern die gesamte Wirkungskette von der Energieerzeugung in der Anlage bis hin zur Netzanbindung. Kooperationspartner aus dem Fraunhofer-Institut für Windenergie- und Energiesystemtechnik und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt unterstützen sie dabei. Die Forschergruppe will mit ihrem Vorhaben einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Windenergietechnologie leisten und Niedersachsens Position als innovativen Standort der Windenergie weiter stärken.

Modularentwicklung eines Second-Life-basierten Multi-Usecase Stromspeicher-Systems, Teilvorhaben: Netzintegration und Feldtests

Mit der Energiewende steigt die Energieerzeugung durch volatile, erneuerbare Energieträger, während die Verkehrswende eine starke Zunahme an energieintensiven Verbrauchern nach sich zieht. Um den damit verbundenen Herausforderungen an die Verteilung und Bereitstellung elektrischer Energie zu begegnen ist die Entwicklung des innovativen und gleichzeitig wirtschaftlich verwertbaren Gesamtsystemkonzepts iSLE für den netzdienlichen, nachhaltigen Einsatz von Batteriespeichern geplant. Es wird vor diesem Hintergrund ein dezentral und universell einsetzbares, ortsflexibles Batteriespeichersystem mit gebrauchten Traktionsbatterien aus der E-Mobilität entwickelt und getestet. Die OsthessenNetz GmbH (OHN) trägt zu dem Projektvorhaben durch die Validierung des iSLE-Systems hinsichtlich seiner Funktionalität und insbesondere dem angestrebten netzdienlichen Verhalten unter realen Einsatzbedingungen bei. In einem ersten Teil umfasst dies die Erarbeitung einer Standartprozedur für die zukünftige Prüfung und Zertifizierung des iSLE-Systems. Daran schließt sich die Konzeptionierung einer Standardprozedur für die Netzintegration des iSLE-Systems sowie deren Umsetzung an. Die Netzintegration umfasst insbesondere die Integration in die Steuerung des Leitsystems der OHN. Nach den Vorarbeiten zur Konzeptionierung und Planung der Netzintegration erfolgt die praktische Umsetzung. Hierzu soll das iSLE-System an einen Mittelspannungsknoten angeschlossen werden. Der Anschluss beinhaltet Planung, Projektierung, Tiefbau, Montage und Inbetriebnahme. Mit der physischen Netzintegration des iSLE-Systems ist auch die Integration in das Netzschutzkonzept zu vollziehen. Für den Testbetrieb bzw. die Validierung wird ein schrittweises Verfahren gewählt, um das Schadensrisiko zu minimieren. Die erzielten Ergebnisse sollen detailliert ausgewertet werden. Das iSLE-System soll im Rahmen der Feldtests auch mit einem Fokus des Schnellladens von E-Fahrzeugen am realisierten Forschungsstandort erprobt werden.

Nachrüstung von Solarstromanlagen zur Lösung der 50,2Hz-Problematik, Unterstützung bei PV-Umrüstungsprogramm

Zur Gewährleistung der Netzsicherheit und Bewältigung der 50,2 Hz Problematik sieht die im Mai 2012 vom Bundeskabinett verabschiedete Systemstabilitätsverordnung die Umrüstung von ca. 350.000 PV-Bestandsanlagen mit einer installierten Leistung von ca. 14 GW bis Ende 2014 vor. In diesem Rahmen wurde Ecofys von den deutschen Übertragungsnetzbetreibern beauftragt den Umrüstungsablauf zu unterstützen. Gemeinsam mit den Übertragungsnetzbetreibern erstellte Ecofys mehrere Listen, welche als Grundlage für die Planung und das Monitoring für die Umrüstung der PV Bestandsanlagen fungierten. Ecofys fragte dazu auch die notwendigen Daten von Wechselrichterherstellern ab und unterzog alle Daten einer Plausibilitätsprüfung. Zusätzlich wurden die erstellten Listen während der gesamten Umrüstung gemäß der Systemstabilitätsverordnung bei Bedarf aktualisiert.

Aktionsprogramm: Modellvorhaben der Raumordnung (MORO), Erreichbarkeiten und Mobilitätsansprüche innerhalb großräumiger Verantwortungsgemeinschaften

Im Rahmen des Projektes werden die Erreichbarkeiten und Mobilitätsansprüche in Metropolregionen in Deutschland untersucht. Das Ziel ist die Ableitung von Empfehlungen aus regional- und raumplanerischer Sicht für die Weiterentwicklung und Anpassung der Verkehrssysteme insbesondere im Regional- und Fernverkehr. Ausgangslage: Die Leitbilder der Raumentwicklung in Deutschland verfolgen den strategischen Ansatz der vernetzten 'großräumigen Verantwortungsgemeinschaften' zwischen Städten, Metropolen und ländlichen Wachstumsregionen sowie peripheren und strukturschwachen Regionen. Die im Leitbild 'Wachstum und Innovation' dargestellten Verflechtungsräume erstrecken sich weit über das engere Stadt-Umland oder die Kooperation von benachbarten Städten hinaus und überschreiten administrative Grenzen. Ziel: Gegenstand der MORO-Studie ist die Untersuchung der verkehrlichen Vernetzung zur Wahrnehmung der gemeinsamen großräumigen Verantwortung in metropolitanen Großregionen. Zu klären ist, welche passfähigen Netzkonzeptionen, Achsenkonzepte sowie Verkehrsverbünde vorliegen und inwiefern die heute vorhandenen An- oder Verbindungen der raumordnerischen Vorstellung großräumiger Verantwortungsgemeinschaften gerecht werden. Als Bewertungsmaßstab sollen die 'Richtlinien für integrierte Netzgestaltung' (RIN) der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen dienen. Darin sind Planungshilfen für die integrierte Verkehrsnetzplanung vorgegeben, die Aspekte der Raum- und Umweltplanung einbeziehen. Es soll überprüft werden, inwieweit die Ergebnisse der RIN-Bewertung in Einklang gebracht werden können mit der künftigen Politik für das transeuropäische Verkehrsnetz. Die Auswertungsmethode der Phase I beinhaltet die Anwendungen der RIN und führt eine vergleichende Bewertung der Netzqualitäten von großräumigen Verantwortungsgemeinschaften durch. Ziel der Untersuchung ist die Ableitung von Empfehlungen aus regional- und raumplanerischer Sicht für die Weiterentwicklung und Anpassung der Verkehrssysteme insbesondere im Regional- und Fernverkehr.

Demonstrationsanlage "Naturstromspeicher in Gaildorf"

Das Unternehmen, welches am 31.08.2011 gegründet wurde, plant den Betrieb einer Demonstrationsanlage, in der ein Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk kombiniert wird. Hierzu sollen vier Windenergieanlagen mit einer Leistung von jeweils 5 Megawatt errichtet werden. In die Bauwerke dieser Windkraftanlagen werden die Wasserspeicher integriert. Diese oberen Wasserspeicher sollen über eine Druckrohrleitung mit dem Kraftwerk und mit dem Unterbecken, einer bereits vorgesehenen Flutmulde, verbunden werden. Die elektrische Speicherkapazität des Pumpspeicherkraftwerks beträgt 70 Megawattstunden. Durch die Integration des oberen Wasserspeichers in die Bauwerke der Windkraft- anlagen kann auf den Bau eines gesonderten Oberbeckens verzichtet werden. Dadurch entfallen Baumaßnahmen sowie An- und Abtransport der Aushubmasse. Es können ca. 19.000 Lkw-Fahrten mit einem CO 2 -Ausstoß von ca. 400 Tonnen vermieden werden. Weiterhin entfallen Rodungsarbeiten einer Waldfläche von 2 bis 4 Hektar. Die Anlagenkonzeption erlaubt einen hohen Grad der Standardisierung, welcher in der Pumpspeichertechnik bisher nicht bekannt ist. Der Vorteil dieser neuartigen Anlage besteht unter anderem darin, dass die überschüssige regenerativ erzeugte Energie kurzfristig vor Ort gespeichert werden kann statt deren Erzeugung drosseln zu müssen. Die Anlage liefert neben der Stromerzeugung auch die fürdas zukünftige Energiesystem benötigte Flexibilität. Eine Kombination von Windenergieanlage und Wasserspeicher wurde bislang noch nicht umgesetzt. Eine weitere Neuerung stellt die Verwendung von unterirdisch verlegten, biegsamen PE (Polyethylen)-Rohren anstelle der üblichen teilweise oberirdisch verlegten, starren Stahlrohre für die Druckrohrleitungen dar. Dadurch wird die Landschaft geschont. Mit dem angestrebten Ausbau der erneuerbaren Energie wird der Bedarf an Energiespeichern zum Ausgleich von Einspeiseschwankungen zunehmen. Das Vorhaben wird einen Beitrag zur Etablierung solcher Speicher und damit zur besseren Integration der erneuerbaren Energien in das Energiesystem leisten. Branche: Energieversorgung Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: Naturstromspeicher Gaildorf GmbH & Co. KG Bundesland: Baden-Württemberg Laufzeit: seit 2014 Status: Laufend

Biodiversität durch Almbewirtschaftung

Zielsetzung: - Futterqualität und Biodiversität auf Almen erhöhen - Bekämpfung von Problempflanzen und Offenhaltung von Almflächen zur Erhaltung der Biodiversität und Bereicherung des Landschaftsbildes - Wissenschaftliche Erkenntnisse in Praxisversuchen testen - Versuchsergebnisse weiterverbreiten - Eigeninitiative und Vernetzung der AlmbewirtschafterInnen fördern - Imagepflege für die Almwirtschaft Bedeutung des Projekts für die Praxis: Das Projekt dient in erster Linie zur Imagepflege der Almwirtschaft. Von einer erhöhten Futterqualität und Biodiversität sowie von offenen Almflächen profitieren Landwirtschaft, Naturschutz und Tourismus.

Kooperation und Konflikt im östlichen Europa - Die Folgen der Neukonfiguration politischer, ökonomischer und sozialer Räume seit dem Ende des Kalten Krieges, Teilvorhaben: Umweltwandel und Ressourcenkonflikte im östlichen Europa

Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Simulative Untersuchungen zu möglichen netzseitigen Stromrichtern für die Anbindung des voll-supraleitenden Generators

Mit dem Vorhaben SupraGenSys 2 soll ein skalierter Generator auf Basis des Entwurfs als Demonstrator unter Laborbedingungen aufgebaut und somit nahtlos an das Vorläuferprojekt SupraGenSys 1 angeknüpft werden. Das ETI führt in AP 4.3 eine Studie zur Netzanbindung des Multimegawatt-Generatorentwurfs durch. Dabei soll auf die Ergebnisse zum bereits untersuchten maschinenseitigen Stromrichter aufgebaut werden. Da das Generatorkonzept besonders aufgrund der relativ geringen Ströme bei gleichzeitig sehr hohen Spannungen eine Verwendung von kommerziellen Stromrichtern nicht erlaubt, wurden in SupraGenSys1 modulare Multilevel-Konzepte vorgeschlagen. Die untersuchten Konzepte erlauben eine Anbindung sowohl an klassische AC-Mittelspannungsnetze, als auch an zukünftige DC-Netze, wie sie z.B. in Offshore-Windparks eingesetzt werden könnten. Diese Konzeptvorschläge sollen in SupraGenSys2 in konkreten Simulationsmodellen aufgebaut und näher betrachtet werden. Dabei liegt der Fokus auf dem Stromrichterteil zur Netzanbindung und dessen Betriebsführung und Regelung. Die aufgebauten Modelle sollen ebenfalls die Möglichkeit bieten, Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Stromrichter aufzuzeigen. Da DC-Mittelspannungsnetze bisher noch nicht kommerziell im Einsatz sind, soll der Fokus der Arbeiten des ETIs auf einer Anbindung an diese Netze und das Verhalten der Stromrichter für diesen Fall liegen. Die abgeleiteten Modelle für die einzelnen Stromrichter können dann simulativ in ein zukünftiges DC-Windparknetz eingebaut werden. Dies erlaubt Untersuchungen bzgl. des Stromrichterverhaltens sowohl im Normal- als auch im Fehlerfall. Die aufgebaute Simulation des Windparks soll zudem die Möglichkeit bieten das Zusammenspiel verschiedener Stromrichter näher zu betrachten, sowie Fragestellungen der DC-Netzstabilität und des sicheren Beherrschens von möglichen auftretenden Fehlerfällen adressieren.

Messsysteme für Großerzeugungs-Anlage, Teilvorhaben: Weiterentwicklung des SMGW

Neue erneuerbare Erzeugungsmengen von mehr als 300 TWh werden bis 2030 zur Erreichung der Klimaziele und der Erhöhung der Gasunabhängigkeit durch Elektrifizierung in den Sektoren Wärme und Mobilität benötigt. Über ein intelligentes Messsystem können diese Anlagen sicher informationstechnisch angebunden und für die Netzintegration sowie Vermarktung gesteuert werden. Bislang ist dies für kleinere Erzeugungsanlagen möglich und beschrieben. Im Projekt MeGA werden wir unser Smart Meter Gateway und damit interagierende Steuerlösungen für die Anwendung in Großerzeugungsanlagen mit einer installierten Leistung über 100 kW weiterentwickeln. Dabei werden Anforderungen des Anlagenbetreibers, des Marktes und des Netzes sowie der Regulatorik analysiert und in das Lastenheft für eine entsprechende SMGW-Weiterentwicklung aufgearbeitet. Im Ergebnis soll der durch das MsbG bereits gesetzlich adressierte Einsatzbereich der Erzeugungsanlagen über 100 kW mit dem Projekt MeGA auch technisch erschlossen werden, so dass entsprechende SMGW und Steuerlösungen dem Markt bereitgestellt werden können.

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