Wenn Kühlschränke auf Windstrom warten
- Pressemitteilung der Firma BINE Informationsdienst, 12.10.2011
Pressemitteilung vom: 12.10.2011 von der Firma BINE Informationsdienst aus Bonn
Kurzfassung: Stromnetze und Energiespeicher im 6. Energieforschungsprogramm Technologien für zukunftsfähige Stromnetze und Energiespeicher rücken in den Fokus der Forschungsförderung, denn die Stromversorgung Deutschlands wird sich in den kommenden ...
[BINE Informationsdienst - 12.10.2011] Wenn Kühlschränke auf Windstrom warten
Stromnetze und Energiespeicher im 6. Energieforschungsprogramm
Technologien für zukunftsfähige Stromnetze und Energiespeicher rücken in den Fokus der Forschungsförderung, denn die Stromversorgung Deutschlands wird sich in den kommenden Jahrzehnten drastisch verändern: Große Kernkraftwerke, vornehmlich im Süden Deutschlands, gehen vom Netz. Gleichzeitig wird die Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen forciert ausgebaut. Das erfordert neue Hochspannungsleitungen, die beispielsweise Windstrom aus dem Norden nach Süden führen, sowie ein eng geknüpftes Mittelspannungsnetz. Eine Vielzahl von Stromspeichern soll für weiteren Ausgleich von Angebot und Nachfrage sorgen.
Darüber hinaus stellt das komplexe Zusammenspiel unterschiedlicher Stromerzeuger mit zum Teil fluktuierender Einspeisung hohe Anforderungen an die Intelligenz der Netze. Moderne Kommunikationstechnologien werden benötigt, um Stromerzeuger und Netze optimal zu koordinieren. Nicht zuletzt wachsen mit der zunehmenden Elektromobilität auch von der Bedarfsseite die Anforderungen an das Netz. Die Bundesministerien für Wirtschaft, Umwelt und Forschung engagieren sich bei der Bewältigung dieser Aufgaben. Wichtige Forschungsfelder sind Systemtechnik, Intelligente Netze und Prognosesysteme sowie Speichertechnologien.
Systemtechnik und Komponenten Mit der Beschleunigung von Forschung und Entwicklung verfolgt die Bundesregierung das Ziel, bei den hohen und langfristig angelegten Investitionen in Netze und Speicher möglichst viele innovative, technisch ausgereifte Lösungen bereitzustellen. Auch erfordert der zunehmende transeuropäische Austausch elektrischer Energie eine stärkere Harmonisierung von Regelwerken und die Definition und Ausarbeitung von technologischen Standards und Protokollen. Nicht zuletzt soll in der Übergangsphase zwischen alten und neuen Netzstrukturen eine mit heute vergleichbare Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität aufrechterhalten werden. Der Förderschwerpunkt "Netze für die Stromversorgung der Zukunft" umfasst durch die Komplexität des Gesamtsystems ein sehr breites Themenspektrum, so zum Beispiel:
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Je länger die Transportwege für den Strom sind, umso mehr machen sich die Verluste bei den Hochspannungsleitungen bemerkbar. Mit deutlich geringeren Verlusten kann die HGÜ-Technologie große Leistungen über lange Distanzen übertragen. Sie wird bereits weltweit eingesetzt und könnte bei dem zu erwartenden stärkeren Stromaustausch in Europa eine wichtige Rolle spielen. Forschungsbedarf sieht die Bundesregierung bei der Komponentenentwicklung zur Verbesserung von Wirtschaftlichkeit und Effizienz sowie in dem Zusammenspiel mit dem bestehenden Stromnetz.
Modellbildung, Design und Überwachung Künftige Netzstrukturen sind sehr viel komplexer als heutige. Um die Versorgungssicherheit und -qualität zu erhalten bzw. zu erhöhen, sollen neue Methoden und Verfahren zur Überwachung, Steuerung und Regelung der gesamten Netzstruktur von der Höchstspannungsebene bis zur Niederspannungsverteilung entwickelt werden. Ziele sind beispielsweise das Design eines transeuropäischen Netzes im Jahr 2050 und Untersuchungen zur Systemstabilität und zum Schutz der Systemkomponenten insbesondere nach der Integration von neuen Technologien.
Demonstrationsmaßnahmen Ausfälle an Einzelkomponenten können sich europaweit auswirken. Daher müssen neue Technologien ihre Eignung und Zuverlässigkeit vor einem Ersteinsatz eindeutig belegen. Der Demonstration von neuen Komponenten, Betriebsmitteln, Methoden und Verfahren kommt daher eine wesentlich höhere Bedeutung im Vergleich zu anderen Technologiebereichen zu. Mögliche Anwendungsfelder für Demonstrationsmaßnahmen könnten sein:
Bau einer längeren HGÜ- oder AC/DC-Hybrid-Teststrecke, Analyse und Demonstration eines die Netzebenen übergreifenden energetischen Nachrichtennetzes zur Echtzeitübertragung sowie die Qualifikation von supraleitenden Komponenten.
Intelligente Netze Bei einem "Intelligenten Netz" oder "smart grid" werden Stromerzeuger und -verbraucher durch Kommunikationstechnologien miteinander verknüpft, um das Gesamtsystem optimal zu steuern. Intelligente Netze ermöglichen neue Energiemärkte und neue Formen von Energiedienstleistungen und -produkten für die Integration erneuerbarer Energien. Dadurch können auch Privatverbraucher und -erzeuger aktiv an den Energiemärkten teilnehmen. Ein Kühlschrank der neuen Generation nutzt dann z. B. bevorzugt Energie, wenn sehr viel Energie im Netz zur Verfügung steht, also wenn z. B. starker Wind weht. Förderschwerpunkte sind die Entwicklung intelligenter Steuerungsgeräte und Zähler, dezentraler intelligenter Subsysteme zum Management des Netzbetriebs bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien, innovative Verfahren, Geräte und Konzepte, um das Potenzial des Lastmanagements zur Integration erneuerbarer Energien sowohl im industriellen als auch im privaten Bereich weiter zu erschließen.
Prognosesysteme Intelligente Netze benötigen Prognosedaten, wann wie viel Energie etwa aus Windenergieanlagen zur Verfügung steht. Die Güte der Prognosen beeinflusst z. B. den Bedarf an Regelleistung und damit die Kosten des Energiesystems. Neben Erzeugungsprognosen werden zukünftig aber auch Lastprognosen an Bedeutung gewinnen, um z. B. Kapazitäten für Lastmanagementmaßnahmen abzuschätzen. Der Forschungsbedarf umfasst z. B. die Verbesserungen der Vorhersagen für die Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik, Vorhersagen zur Leistungskapazität von Leitungen zur besseren Ausnutzung der Netzkapazitäten, und Lastprognosen.
Energiespeicher Energiespeicher ermöglichen die Entkopplung von Stromerzeugung und -nutzung. Energie, die nicht genutzt werden kann, wird gespeichert und in Zeiten von hohem Bedarf wieder eingespeist. Auf diese Weise wird Versorgungssicherheit bei reduziertem Kraftwerkspark möglich.
Die Entwicklung neuartiger Speichertechnologien und -konzepte hat daher im Energieforschungsprogramm höchste Priorität. Dabei werden alle Varianten und Kombinationen elektrischer, thermischer, mechanischer und stofflicher Speichertechnologien einbezogen.
Das 6. Energieforschungsprogramm steht mit dem Kapitel "Netze für die Stromversorgung der Zukunft", "Netztechnologien" und "Neue Techniken und Lösungen für den Netzausbau" zum Download bereit.
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Stromnetze und Energiespeicher im 6. Energieforschungsprogramm
Technologien für zukunftsfähige Stromnetze und Energiespeicher rücken in den Fokus der Forschungsförderung, denn die Stromversorgung Deutschlands wird sich in den kommenden Jahrzehnten drastisch verändern: Große Kernkraftwerke, vornehmlich im Süden Deutschlands, gehen vom Netz. Gleichzeitig wird die Stromversorgung aus erneuerbaren Energiequellen forciert ausgebaut. Das erfordert neue Hochspannungsleitungen, die beispielsweise Windstrom aus dem Norden nach Süden führen, sowie ein eng geknüpftes Mittelspannungsnetz. Eine Vielzahl von Stromspeichern soll für weiteren Ausgleich von Angebot und Nachfrage sorgen.
Darüber hinaus stellt das komplexe Zusammenspiel unterschiedlicher Stromerzeuger mit zum Teil fluktuierender Einspeisung hohe Anforderungen an die Intelligenz der Netze. Moderne Kommunikationstechnologien werden benötigt, um Stromerzeuger und Netze optimal zu koordinieren. Nicht zuletzt wachsen mit der zunehmenden Elektromobilität auch von der Bedarfsseite die Anforderungen an das Netz. Die Bundesministerien für Wirtschaft, Umwelt und Forschung engagieren sich bei der Bewältigung dieser Aufgaben. Wichtige Forschungsfelder sind Systemtechnik, Intelligente Netze und Prognosesysteme sowie Speichertechnologien.
Systemtechnik und Komponenten Mit der Beschleunigung von Forschung und Entwicklung verfolgt die Bundesregierung das Ziel, bei den hohen und langfristig angelegten Investitionen in Netze und Speicher möglichst viele innovative, technisch ausgereifte Lösungen bereitzustellen. Auch erfordert der zunehmende transeuropäische Austausch elektrischer Energie eine stärkere Harmonisierung von Regelwerken und die Definition und Ausarbeitung von technologischen Standards und Protokollen. Nicht zuletzt soll in der Übergangsphase zwischen alten und neuen Netzstrukturen eine mit heute vergleichbare Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität aufrechterhalten werden. Der Förderschwerpunkt "Netze für die Stromversorgung der Zukunft" umfasst durch die Komplexität des Gesamtsystems ein sehr breites Themenspektrum, so zum Beispiel:
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Je länger die Transportwege für den Strom sind, umso mehr machen sich die Verluste bei den Hochspannungsleitungen bemerkbar. Mit deutlich geringeren Verlusten kann die HGÜ-Technologie große Leistungen über lange Distanzen übertragen. Sie wird bereits weltweit eingesetzt und könnte bei dem zu erwartenden stärkeren Stromaustausch in Europa eine wichtige Rolle spielen. Forschungsbedarf sieht die Bundesregierung bei der Komponentenentwicklung zur Verbesserung von Wirtschaftlichkeit und Effizienz sowie in dem Zusammenspiel mit dem bestehenden Stromnetz.
Modellbildung, Design und Überwachung Künftige Netzstrukturen sind sehr viel komplexer als heutige. Um die Versorgungssicherheit und -qualität zu erhalten bzw. zu erhöhen, sollen neue Methoden und Verfahren zur Überwachung, Steuerung und Regelung der gesamten Netzstruktur von der Höchstspannungsebene bis zur Niederspannungsverteilung entwickelt werden. Ziele sind beispielsweise das Design eines transeuropäischen Netzes im Jahr 2050 und Untersuchungen zur Systemstabilität und zum Schutz der Systemkomponenten insbesondere nach der Integration von neuen Technologien.
Demonstrationsmaßnahmen Ausfälle an Einzelkomponenten können sich europaweit auswirken. Daher müssen neue Technologien ihre Eignung und Zuverlässigkeit vor einem Ersteinsatz eindeutig belegen. Der Demonstration von neuen Komponenten, Betriebsmitteln, Methoden und Verfahren kommt daher eine wesentlich höhere Bedeutung im Vergleich zu anderen Technologiebereichen zu. Mögliche Anwendungsfelder für Demonstrationsmaßnahmen könnten sein:
Bau einer längeren HGÜ- oder AC/DC-Hybrid-Teststrecke, Analyse und Demonstration eines die Netzebenen übergreifenden energetischen Nachrichtennetzes zur Echtzeitübertragung sowie die Qualifikation von supraleitenden Komponenten.
Intelligente Netze Bei einem "Intelligenten Netz" oder "smart grid" werden Stromerzeuger und -verbraucher durch Kommunikationstechnologien miteinander verknüpft, um das Gesamtsystem optimal zu steuern. Intelligente Netze ermöglichen neue Energiemärkte und neue Formen von Energiedienstleistungen und -produkten für die Integration erneuerbarer Energien. Dadurch können auch Privatverbraucher und -erzeuger aktiv an den Energiemärkten teilnehmen. Ein Kühlschrank der neuen Generation nutzt dann z. B. bevorzugt Energie, wenn sehr viel Energie im Netz zur Verfügung steht, also wenn z. B. starker Wind weht. Förderschwerpunkte sind die Entwicklung intelligenter Steuerungsgeräte und Zähler, dezentraler intelligenter Subsysteme zum Management des Netzbetriebs bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien, innovative Verfahren, Geräte und Konzepte, um das Potenzial des Lastmanagements zur Integration erneuerbarer Energien sowohl im industriellen als auch im privaten Bereich weiter zu erschließen.
Prognosesysteme Intelligente Netze benötigen Prognosedaten, wann wie viel Energie etwa aus Windenergieanlagen zur Verfügung steht. Die Güte der Prognosen beeinflusst z. B. den Bedarf an Regelleistung und damit die Kosten des Energiesystems. Neben Erzeugungsprognosen werden zukünftig aber auch Lastprognosen an Bedeutung gewinnen, um z. B. Kapazitäten für Lastmanagementmaßnahmen abzuschätzen. Der Forschungsbedarf umfasst z. B. die Verbesserungen der Vorhersagen für die Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik, Vorhersagen zur Leistungskapazität von Leitungen zur besseren Ausnutzung der Netzkapazitäten, und Lastprognosen.
Energiespeicher Energiespeicher ermöglichen die Entkopplung von Stromerzeugung und -nutzung. Energie, die nicht genutzt werden kann, wird gespeichert und in Zeiten von hohem Bedarf wieder eingespeist. Auf diese Weise wird Versorgungssicherheit bei reduziertem Kraftwerkspark möglich.
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Die Planung und Realisierung eines energieeffizienten Gebäudes, die Wärmerückgewinnung in industriellen Prozesse oder die Integration erneuerbarer Energien in bestehende Energiesysteme sind komplexe und anspruchsvolle Aufgaben - sie erfordern aktuelle und erstklassige Informationen für richtige Entscheidungen. BINE wendet sich als kompetenter Partner an Planer, Berater und Architekten, an Entwickler, Hersteller und Handwerker, an Akteure der Aus- und Weiterbildung und an die Medien.
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