Smart Hybrid – die intelligente Netzlösung

Eine flächendeckende Stromversorgung rückt weltweit immer stärker in den Fokus der Gesellschaft – insbesondere unter ökonomischen und ökologischen Aspekten. Zur Stromversorgung abgelegener Dörfer oder Industrieanlagen werden zahlreiche Inselnetzsysteme über Diesel-Aggregate betrieben. Diese bergen ein enormes Entwicklungspotential für den Einsatz sogenannter „Smart Grids“.

Vorhandene Inselnetze könnten zu „intelligenten“ Netzen umfunktioniert werden, die verschiedene Energieerzeugungseinheiten je nach ihrer Verfügbarkeit kombinieren. Hier ist eine Erweiterung durch regenerative Energiequellen zu betrachten, deren Einsatz jedoch eine Verfügbarkeitsanalyse erfordert.

ABZ Aggregate-Bau hat in Zusammenarbeit mit der University of Applied Science Hamburg (HAW-Hamburg) im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit die Potentiale aufgezeigt. Weiterführend wurden Simulationswerkzeuge für eine weltweite Analyse solcher Smart Grids entwickelt. Dabei werden unterschiedliche Energiequellen miteinander kombiniert und auf ihre ökonomischen und ökologischen Vorteile hin überprüft (mögliche Kombination: s. Grafik weiter unten).

Aufgrund der überzeugenden Vorteile eines intelligenten Inselnetzes wurde ein Testfeld für eine weitere Untersuchung aufgebaut. Dabei war es den Technikern von ABZ wichtig, nicht nur ein Mild-Hybridsystem, sondern auch vollwertige Hybridsysteme zu realisieren. Seit 2017 werden verschiedene Szenarien zu Netzbildung, Kombinationsökonomie und Produktivität in Wetterabhängigkeit ausführlich getestet. Auf diese Weise kann eine möglichst exakte Anpassung der Anlage an die Anforderungen gewährleistet werden.

Der Unterschied liegt in der Netzbildung der beiden Systeme. Das Mild-Hybridsystem transferiert die Netzbildung auf stabile Energieerzeugungsanlagen (Generatoren), die immer aktiv im Netz gehalten werden müssen. Die regenerativen Quellen werden passiv zur Verbrauchssenkung ins Netz implementiert, wobei zwingend eine Regelung der Grundlast erfolgen muss.

Das vollwertige Hybridsystem erlaubt einen komplett emissionsfreien Betrieb ohne Generatoren. Somit sind weitere Ressourceneinsparungen möglich und Lärmemissionen in Schwachlastphasen (z. B. nachts) können verhindert werden. Die Generatoren werden zum passiven Mitglied des Smart Grids, ohne dass es zu einer Netzinstabilität kommt.

Darüber hinaus ergaben die Testläufe, dass selbst Anlagen mit kleiner Leistung, die unter Umständen als zu klein/teuer/ineffizient verworfen würden, bestimmten Verbrauchern eine sinnvolle Alternative bieten. Selbst bei als ungünstig eingestuften Wetterbedingungen ist eine genauere Betrachtung durchaus lohnenswert.

Ergebnis der Analysen:

„Bei den durchgeführten Berechnungen sind die enormen Vorteile hybrider Systeme gegenüber einer rein fossilen Energiebereitstellung aufgedeckt worden. Weitere Untersuchungen zu den resultierenden Netzstabilitäten können auf die Erkenntnisse der Thesis aufgebaut werden.“1

1 Hybrid Offgrid Power Generation (2016), N. Beckmann, S. 142
Text: N. Beckmann, S. Krämer

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