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Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Kraftwerksregelung und Betriebsführung

Im Rahmen des Reallabors Referenzkraftwerk Lausitz ist eine wissenschaftliche Begleitung eines Großprojekts, welches die Errichtung eines modernen Kraftwerks am Standort Spremberg im Industriepark Schwarze Pumpe beabsichtigt, geplant. In dem Kraftwerk werden ausschließlich erneuerbare Energien genutzt. Weiterhin werden Möglichkeiten der Sektorenkopplung erschlossen und neue Wertschöpfungspotentiale durch Systemdienstleistungen im elektrischen Netz der öffentlichen Versorgung aufgezeigt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das vorgestellte Konzept für ein vollständig systemrelevantes H2-Speicherkraftwerk in allen relevanten Details, die für die Errichtung und Inbetriebnahme sowie den Probebetrieb notwendig sind, zu erarbeiten und im Zusammenwirken des Gesamtprozesses zu optimieren. Hierbei wird die Funktionalität der Komponentenanordnung als Speicherkraftwerk demonstriert. Alle Einzelkomponenten sowie die zugehörige Regelung und Steuerung werden dazu dimensioniert, simuliert, implementiert und bei allen vorgesehen Betriebsarten erprobt. Die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) entwickelt hierbei in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEG (Fh IEG) die Kraftwerksregelung, welche die Bereitstellung der Systemdienstleistungen am Netzkopplungspunkt sicherstellt. Außerdem liefert die BTU eine Analyse des potenziellen Beitrages der Wasserstoff-Rückverstromung zur Bereitstellung eines grundlastfähigen Portfolios aus erneuerbaren Energieanlagen und die Überführung in ein Betriebsführungskonzept.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Wasserstofferzeugung und Sektorenkopplung

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

Referenzkraftwerk Lausitz

Das Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau) beinhaltet die Planung, Errichtung und den Betrieb eines Wasserstoff-Kraftwerks als technologische Innovation sowie die Vermarktung des grünen Wasserstoffs in unterschiedlichen Sektoren. Hierfür müssen neue Erneuerbare Energien Anlagen in der Region für die Bereitstellung von Grünstrom errichtet werden. Der Großteil des grünen Wasserstoffs wird verschiedenen Anwendungen in Verkehr, Industrie und Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch die Treibhausgasemissionen dieser Sektoren reduziert werden. Ein kleinerer Teil des grünen Wasserstoffs wird forschungsseitig genutzt, um eine skalierbare und integrierte Lösung für die wesentlichen Herausforderungen der nächsten Phase der Energiewende zu erproben. Ziel ist hier den Nachweis zu erbringen, dass ein Kraftwerk neuen Typus und auf der Basis von 100 % Erneuerbaren Energien in der Lage ist, alle Systemdienstleistungen zu erbringen, die derzeit von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt werden. Aus der Perspektive des Strukturwandels fokussiert das Projekt auf die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Lausitz. Die langfristige Zielsetzung ist, Speicherkraftwerke mit einer hochskalierten Erzeugerleistung im dreistelligen Megawattbereich an anderen Industrie- und Kraftwerksstandorten der Lausitz zu realisieren. Das Vorhaben bietet zudem die Chance als Referenzlösung auf andere Standorte, insbesondere andere Reviere, übertragen zu werden.

Sicherer und stabiler Betrieb des stromrichterdominierten Verteilnetzes, Teilvorhaben: Neue Funktionalitäten & Eigenschaften netzbildender Stromrichter im Verbundnetz

SMA befasst sich mit den Möglichkeiten der PV-, Batterie- und Elektrolyse-Stromrichtertechnik und entsprechender Systemlösungen (insb. großer Solar- und Speicherkraftwerke und Elektrolyseanlagen). Ziel und Schwerpunkt der Untersuchungen von SMA ist hierbei die Analyse und Evaluation der neuen, im Konsortium erarbeiteten Erkenntnisse, Ansätze und Lösungen aus gerätetechnischer Sicht (Wechselrichter), unter Einbeziehung von Aspekten aus Praxis & Forschung auch außerhalb des Konsortiums sowie die experimentelle Umsetzung ausgewählter neuer Funktionalitäten in vorhandenen Geräteplattformen & Systemlösungen und ihre Evaluation im Labortest und Praxiseinsatz. Darüber hinaus sollen - gemeinsam mit den Partnern - international konsensfähige Empfehlungen für die zukünftige Gestaltung der Netzregelung und der Netzanschlussbedingungen für PV- und Speicher-Systeme, inkl. entsprechender praxistauglicher, effizienter, zukunftsfähiger Prüf- & Qualifizierungsverfahren und Standardisierungsvorschläge, erarbeitet werden.

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Technologische Aspekte von sCO2 Turbomaschinen und Systemen

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Optimierung von Komponenten der SCO2-Kraftwerkstechnologie und Stabilisierung des Prozesses

Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid, Teilvorhaben: Techno-ökonomische Analyse von sCO2-basierten Speicherkraftwerken

Kosteneffiziente Zuverlässigkeit von PV-Kraftwerken und Wechselrichtertechnik - Aufklärung und Vorhersage von Alterungs- & Fehlervorgängen für Geräteentwicklung und Predictive-Maintenance sowie Realisierung praxisnaher Lösungen, Teilvorhaben: Diagnose des Solargenerators

Aufbauend auf vorangegangenen Forschungsarbeiten zu UV-Fluoreszenz, Elektrolumineszenz und Licht-Induzierter Elektrolumineszenz sollen in diesem Teilprojekt Solargenerator-Analyseverfahren entwickelt werden, die vom Wechselrichter unterstützt werden und damit ein Umverdrahten des Solargenerators für Analysezwecke unnötig machen, qualitativ hochwertigere Analysebilder und zuverlässigere Defektanalysen ermöglichen als üblich. Auf Basis der im Projekt erarbeiteten Erkenntnisse und Lösungen wird das ISFH mit SMA diese Ergebnisse im Anschluss an das Vorhaben bei ihren zukünftigen Produktentwicklungen und in der entsprechenden Serienproduktion nutzen bzw. in entsprechende Dienstleistungsangebote überführen. Dies wird dann generell zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Solar- und Speicherkraftwerken und ihren entsprechenden Komponenten führen und somit auch zu einer Beschleunigung des Ausbaus der Erneuerbaren Energien beitragen.

Pflichtwasserfestlegung per Ausleitungs- und Speicherkraftwerken ueber Dotationsversuche

Typisierung der oesterreichischen Fliessgewaesser im Hinblick auf eine Dotierwasserabgabe in Entnahmestrecken und Erstellung von fliessgewaessertypischen Rezepturen zur Festlegung u Beurteilung von Pflichtwasserabgabemengen. Praktische Ueberpruefung der Anwendbarkeit der gewaessertypischen Rezepturen mittels Dotationsversuchen.

Forum Speicherkraftwerke im Rahmen der energy decentral 2024 und Seminarserie Erfolgreiche Praxis Speicherkraftwerke und Wärmenetze

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