Das Projekt "Verbundprojekt: Multifunktionale Photovoltaik-Stromrichter - Optimierung von Industrienetzen und öffentlichen Netzen (Multi-PV)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel durchgeführt. Zur Einspeisung von Photovoltaikstrom in das elektrische Netz werden statische Wechselrichter verwendet. In herkömmlichen Anlagen haben sie die ausschließliche Funktion, mit hoher Effizienz und unter Einhaltung der Anschlussbedingungen Wirkarbeit an das Netz zu liefern. Betrachten wir Industrienetze, in denen elektrische Maschinen betrieben werden, ist in den meisten Fällen ein hoher Blindstrom zu verzeichnen. Typischerweise wird dieser durch Kompensationseinrichtungen zur Verfügung gestellt. Hier werden üblicherweise gesteuerte Kondensatorbänke und aktive Filteranlagen mit Stromrichtern eingesetzt, die induktive Blindleistung kompensieren. Gleichzeitig treten oftmals erhebliche Oberschwingungen bzw. transierte Ströme auf, die negative Auswirkungen auf den Netzbetrieb, Maschinen und auch die Produktion haben können. Zur Kompensation werden hier Filterkreise und teilweise Stromrichter verwendet. Photovoltaikwechselrichter sind prinzipiell in der Lage, diese Funktion quasi nebenbei zu übernehmen, ohne nennenswerte Zusatzkosten zu erzeugen. Damit eröffnet sich ein großes Einsatzpotenzial für multifunktionale Photovoltaiksysteme, um Netzbereiche mit hohen Qualitätsanforderungen zu erzeugen oder stark gestörte Netze wirtschaftlicher und umweltverträglicher zu machen. Neben dieser kostengünstigen Möglichkeit der Blindleistungskompensation steigt das Interesse an unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen (USV), da die Zuverlässigkeit des Verbundnetzes aufgrund der Blackouts wie z.B. in den USA, England und Italien immer wieder hinterfragt wird. Am deutlichsten wird das Potenzial der Multifunktionalität von PV-Stromrichtern n Industrienetzen offenbar. Der Betreiber eines Industrienetzes hat die Aufgabe sein Versorgungsnetz nach eigenen Kriterien zu optimieren. Diese Optimierung könnte durch multifunktionale Photovoltaikwechselrichter übernommen werden. Projektinhalt ist es, die technischen und wirtschaftlichen Potenziale zu analysieren und gerätetechnische Konzepte für den multifunktionalen Photovoltaikwechselrichter zu entwickeln. Diese Konzepte erfassen sowohl die Hardware und Software der Stromrichter als auch ihre Einbindung in die Netze mit entsprechender Sensorik und Schutztechnik. Zielsetzung des Projektes ist es, einen multifunktionalen PV-Stromrichter zu entwickeln der im Einzelnen folgende Funktionen erfüllt: - Blindleistungskompensation, - Oberschwingungskompensation, - Netzersatzversorgung, - Peak Shaving. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Entwicklung von Konzepten welche die oben genannten Zusatzfunktionen mit einer Einspeisung nach dem EEG ermöglichen.
Das Projekt "Verbundprojekt: Multifunktionale Photovoltaik-Stromrichter - Optimierung von Industrienetzen und öffentlichen Netzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SMA Solar Technology AG durchgeführt. Zur Einspeisung von Photovoltaikstrom in das elektrische Netz werden statische Wechselrichter verwendet. In herkömmlichen Anlagen haben sie die ausschließliche Funktion, mit hoher Effizienz und unter Einhaltung der Anschlussbedingungen Wirkarbeit an das Netz zu liefern. Betrachten wir Industrienetze, in denen elektrische Maschinen betrieben werden, ist in den meisten Fällen ein hoher Blindstrom zu verzeichnen. Typischerweise wird dieser durch Kompensationseinrichtungen zur Verfügung gestellt. Hier werden üblicherweise gesteuerte Kondensatorbänke und aktive Filteranlagen mit Stromrichtern eingesetzt, die induktive Blindleistung kompensieren. Gleichzeitig treten oftmals erhebliche Oberschwingungen bzw. transierte Ströme auf, die negative Auswirkungen auf den Netzbetrieb, Maschinen und auch die Produktion haben können. Zur Kompensation werden hier Filterkreise und teilweise Stromrichter verwendet. Photovoltaikwechselrichter sind prinzipiell in der Lage, diese Funktion quasi nebenbei zu übernehmen, ohne nennenswerte Zusatzkosten zu erzeugen. Damit eröffnet sich ein großes Einsatzpotenzial für multifunktionale Photovoltaiksysteme, um Netzbereiche mit hohen Qualitätsanforderungen zu erzeugen oder stark gestörte Netze wirtschaftlicher und umweltverträglicher zu machen. Neben dieser kostengünstigen Möglichkeit der Blindleistungskompensation steigt das Interesse an unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen (USV), da die Zuverlässigkeit des Verbundnetzes aufgrund der Blackouts wie z.B. in den USA, England und Italien immer wieder hinterfragt wird. Am deutlichsten wird das Potenzial der Multifunktionalität von PV-Stromrichtern n Industrienetzen offenbar. Der Betreiber eines Industrienetzes hat die Aufgabe sein Versorgungsnetz nach eigenen Kriterien zu optimieren. Diese Optimierung könnte durch multifunktionale Photovoltaikwechselrichter übernommen werden. Projektinhalt ist es, die technischen und wirtschaftlichen Potenziale zu analysieren und gerätetechnische Konzepte für den multifunktionalen Photovoltaikwechselrichter zu entwickeln. Diese Konzepte erfassen sowohl die Hardware und Software der Stromrichter als auch ihre Einbindung in die Netze mit entsprechender Sensorik und Schutztechnik. Zielsetzung des Projektes ist es, einen multifunktionalen PV-Stromrichter zu entwickeln der im Einzelnen folgende Funktionen erfüllt: - Blindleistungskompensation, - Oberschwingungskompensation, - Netzersatzversorgung, - Peak Shaving. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Entwicklung von Konzepten welche die oben genannten Zusatzfunktionen mit einer Einspeisung nach dem EEG ermöglichen.
Das Projekt "Balancing Energy Demand with Buildings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Durch die zunehmende Verbreitung innovativer Gebäude und den darin angewendeten Technologien verlagert sich die Deckung des Primärenergiebedarfs zusehends von der direkten Nutzung fossiler Primärenergieträger hin zur indirekten Nutzung durch elektrische Verbraucher (z.B. Kompressionswärmepumpen, Lüftung). Das führt im Strombedarf zu höheren Grundlasten und zum Teil zu ausgeprägten Spitzenlasten, die sich in den Lastgängen der Gebäude niederschlagen. Des Weiteren zeichnet sich ab, dass der Anteil an so genannten Energie-Plus-Gebäuden zunimmt. Hieraus folgt eine Dezentralisierung der Energieerzeugung, die dadurch dargebotsabhängiger und in der Komplexität der Verteil- und Versorgungsnetze nur begrenzt vorhersagbar wird. Einhergehend mit dieser Entwicklung müssen daher neue Konzepte in der Betriebsführung und Einsatzplanung der Gebäudeleittechnik gefunden werden um maximale Bezugsleistungen zu reduzieren und eine stabile und qualitativ hochwertige Stromversorgung zu gewährleisten. Dieses Projekt geht der Frage nach, in welchem Maße durch neue Regelungsstrategien im thermischen und somit auch im elektrischen Betrieb von Zweckbauten Lastprofile geglättet (Peak Shaving) und Regelungspotenziale freigesetzt werden können. Es erfolgt eine Bewertung der möglichen Energieeinsparung und der damit einhergehenden CO2-Reduktion durch die Veränderung des Lastgangs. Der Ansatz der Einsparung beruht auf zweierlei Einsatzmöglichkeiten von Energiemanagement. Zum einen können bei der Betrachtung von einzelnen Gebäuden mit erneuerbaren Energieträgern Synergien entstehen, bei der die Kongruenz von Energieerzeugung und -verbrauch optimiert werden. Zum anderen wird es möglich durch die Umverteilung der Lasten und intelligentem Speichermanagement in Gebäuden die Zuschaltung von Spitzenlastkraftwerken zu minimieren. Das Gebäude oder eine Gebäudegruppe wird zu einem aktiven Verbraucher im elektrischen Netz aufgewertet und trägt zur CO2-Reduktion bei, in dem Spitzenlastanforderungen durch flexible Speicherprozesse substituiert werden. Umzusetzen ist diese innovative Art der Regelung mit gezielt eingesetzten Gebäudekomponenten, die heute schon in modernen Gebäuden zu finden sind. Die Rede ist hierbei von Bauteilaktivierung, Kälte- und Wärmepufferspeicher, den dazugehörigen Automatisierungssystemen (Gebäudeautomatisierung) und dem strategisch sinnvollen und geschickten Einsatz von zeitunabhängigen Energieverbrauchern. Im Projekt BED werden auf Basis thermischer Simulationen verschiedene Fallstudien untersucht, die unter Berücksichtigung des menschlichen Komfortempfindens eine Umverteilung von thermischer und elektrischer Energie zulassen. Mit Hilfe von adaptiven Rechenalgorithmen wird es möglich die Daten bestimmten Rahmenbedingungen unterzuordnen...