Onderzoeksprojecten
Smart grid lab hessen
Projektbeschreibung
Am Standort des Ingenieurbüros Pfeffer in der Rödermark wird unter Leitung der Hochschule Darmstadt das Smart Grid LAB Hessen aufgebaut. In dem realitätsnahen Labor wird das intelligente Stromnetz (Smart Grid) ganzheitlich aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet. Das elektrische Netz ist aus Betriebsmitteln öffentlicher Netze aufgebaut. Alle Energiequellen und Verbräuche sind realen Vorbildern nachempfunden. Gefahrlos können dort herausfordernde Netzsituationen nachgebildet werden. Im Projekt werden verschiedene Szenarien entwickelt, unter denen das Smart Grid LAB betrieben wird. Dazu gehört: die Zunahme erneuerbarer dezentraler Stromerzeugung ein höherer Strombedarf z. B. durch mehr Elektromobilität und Wärmepumpen die Etablierung von Prosumern mit und ohne Speicher.
Ziele
Das Smart Grid LAB wird errichtet, um aktive Steuerungsverfahren im intelligenten Stromnetz und alle erforderlichen Funktionalitäten unter Praxis-Bedingungen zu testen. Es sollen u.a. diese Fragen beantwortet werden:
Wie kann das Stromnetz stabil gesteuert werden, wenn an Tagen mit geringer Stromerzeugung viele Kunden ein Elektrofahrzeug laden?
Wie kann das Netz stabil gehalten werden, wenn dynamische Elemente (z. B. Speicher) ausfallen?
Bis in welche Höhe können dynamische Netzelemente Spitzen und Dauerlasten kompensieren?
Was geschieht, wenn wichtige Mess- und Steuerkomponenten gestört sind?
Wie kann Hackern begegnet werden?
Rolle des House of Energy
Das House of Energy hat als Denkfabrik die Projektidee für das Smart Grid LAB Hessen maßgeblich mit entwickelt. Im Projektverlauf wird das House of Energy einen wissenschaftlich-technischen Projektbeirat etablieren und moderieren. Der Beirat wird das Projekt beratend begleiten und sich aus Unternehmensvertretern aus den Gebieten Energieversorgung und Netzbetrieb, technische Überwachung und Zertifizierung, Personensicherheit und Energierecht zusammensetzen.
Laufzeit
12.2020–03.2023
Finanzierung
Gesamtvolumen 3,31 Mio. €
Fördervolumen 1,57 Mio. €
Gefördert durch
Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
Konsortialführer
Hochschule Darmstadt (FG Elektrische Energieversorgung, Erneuerbare Energien und Energieeffizienz)
Projektpartner
JEAN MÜLLER GmbH
Smart grid lab Hessen
Op de locatie van ingenieursbureau Pfeffer in Rödermark werd onder leiding van de hogeschool Darmstadt het Smart Grid LAB Hessen opgezet. In dit realistische laboratorium werd het intelligente elektriciteitsnet van de toekomst vanuit verschillende perspectieven holistisch belicht. Het elektriciteitsnet werd opgebouwd uit bedrijfsmiddelen van openbare netten. Alle energiebronnen en verbruikers zijn gebaseerd op echte voorbeelden. Zo konden uitdagende netwerksituaties zonder gevaar worden weergegeven. In het Smart Grid LAB Hessen werd fysiek nagebootst hoe de ‘straat van de toekomst’ er in een woonwijk uitziet. De prestatiegegevens van de afzonderlijke gebouwen, die als ‘prosumenten’ fungeren, werden in het intelligente netwerk van het reallaboratorium gemeten, geëvalueerd en gebruikt om de energiestromen te sturen. Het LAB demonstreert op modelachtige wijze de dynamische, efficiënte en veilige energie-infrastructuur van de toekomst. Het is aanpasbaar en kan ook netwerksituaties in andere landen weergeven en analyseren.
Het onderzoek leverde belangrijke antwoorden op voor de praktische invoering van het smart grid:
- Hoe kan de netstabiliteit worden gewaarborgd als er op dagen met een lage stroomproductie veel elektrische voertuigen moeten worden opgeladen?
- Hoe voorkom je een netstoring als bijvoorbeeld opslagsystemen uitvallen?
- Hoe kun je detecteren dat hackers de gegevens manipuleren en mogelijk een black-out veroorzaken?
Het door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRE) gesubsidieerde project had een subsidieperiode van december 2020 tot maart 2023. De subsidie bedroeg bijna de helft van het totale projectvolume van 3,3 miljoen euro. Met de hulp van de andere projectpartners JEAN MÜLLER, House of Energy, QGroup en Tractebel kon het realistische laboratorium worden gebouwd.
Download de brochure: Resultaten van het Smart Grid LAB Hessen
diNET-SB
De netbeheerders zijn verantwoordelijk voor het handhaven van een veilige en betrouwbare werking van de elektriciteitsvoorzieningssystemen. Deze taak wordt steeds complexer door het toenemende aandeel van decentrale elektriciteitsopwekking met hernieuwbare energiebronnen. Volgens de doelstelling van de Duitse regering moet het aandeel van hernieuwbare energie in de openbare elektriciteitsvoorziening in 2050 ten minste 80 % bedragen. Aangezien elektriciteitsproducenten op basis van hernieuwbare energiebronnen een veel lagere vermogensdichtheid hebben dan conventionele elektriciteitscentrales, kan de benodigde energiebehoefte alleen worden gedekt door een zeer groot aantal installaties. Dit zal in de toekomst leiden tot een zeer complex bevoorradingssysteem met meerdere miljoenen stroomproducenten over alle spanningsniveaus heen. Het systeemtechnische gevolg hiervan is dat het beheer op het niveau van de transmissienetbeheerders (TNB-niveau) in de toekomst moet worden uitgebreid naar het niveau van de distributienetbeheerders (DNB-niveau). De complexe apparatuur die hiervoor nodig is, eenvoudigweg van het TSO-niveau naar het DSO-niveau overbrengen, zou het budget en de benodigde ruimte voor integratie in bestaande installaties volledig overschrijden.
Voor de implementatie van een dynamisch bedrijfsbeheer op het VNB-niveau zijn daarom structureel nieuwe systeembenaderingen nodig. Hiervoor wordt in het project diNET-SB een nieuw ontwikkelde benadering voor gestructureerd bedrijfsbeheer in de praktijk gebracht. De technische basis hiervoor wordt gevormd door een digitale laagspanningsdistributie op basis van een NH-zekeringlastschakelstrip met geïntegreerde meettechniek.
Verder omvat de distributie een procescomputer die, in combinatie met een UPS en een gateway, eveneens in een gestandaardiseerde NH-zekeringlastschakelstrip is geïntegreerd.
In combinatie met implementatiemanagement ontstaat zowel structureel als systeemtechnisch een volledig nieuwe automatiseringsaanpak voor de digitalisering van elektrische laagspanningsdistributienetwerken.
De eenvoudige en efficiënte retrofit in bestaande installaties is een bijzonder kenmerk van deze oplossing. Met deze systeembenadering kan een substantiële bijdrage worden geleverd aan de energietransitie en daarmee aan de noodzakelijke structurele transformatie.
dc-industrie
Gelijkstroomnetten in de industriële productie
Met het zesde energieonderzoeksprogramma van het Duitse ministerie van Economische Zaken en Energie ondersteunt de Duitse regering bedrijven en onderzoeksinstellingen die innovatieve energietechnologieën ontwikkelen. In dit kader is op 1 juli 2016 het startschot gegeven voor het brancheoverschrijdende gelijkstroomonderzoeksproject ‘DC-INDUSTRIE’.
In totaal werken 21 bedrijven uit de industrie, vier onderzoeksinstituten en de ZVEI samen aan het project om de energietransitie in de industriële productie te realiseren en daarvoor meer energie-efficiëntie en energieflexibiliteit in de industriële productie te brengen.
Het doel van het onderzoeksproject DC-INDUSTRIE is om de stroomvoorziening van industriële installaties te herontwerpen via een slim, open gelijkstroomnetwerk en de industriële energievoorzieningsarchitectuur te digitaliseren. Zo ontstaat het industriële energiesysteem van de toekomst, een op gelijkstroom gebaseerd smart grid voor de industrie.
“JEAN MÜLLER zal zowel met knowhow als met producten bijdragen aan de onderwerpen beveiligen, schakelen en selectiviteit.”
