Systemdienstleistungen für den sicheren Betrieb des Energieversorgungssystems – Momentanreserve mit Hochleistungsbatterien
Teilprojekt 1
Gesamtsystemanalyse
Laufzeit: 01.06.2017 bis 31.05.2020
Fördersumme: 765.159,00 €
Projektvolumen: 765.159,00 €
ausführende Stelle:
Energie-Forschungszentrum Niedersachsen
Am Stollen
19A
38640 Goslar
Fördergeber: BMWi, Referat IIC6
Förderkennzeichen: 03ET6123A
Projektträger: PT-J
Leistungsplansystematik:
EA2392 Energiespeicher - Systemintegration
Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung
Förderart: PDIR
Die Energiewende stellt die Versorgungssicherheit im Stromversorgungsnetz vor neue Herausforderungen und fordert innovative Lösungsansätze. Wie bei zunehmender Nutzung erneuerbarer Energien und der damit verbundenen Ablösung konventioneller Großkraftwerke die Netzstabilität erhalten werden kann, wird in dem Projekt „ReserveBatt - Momentanreserve mit Hochleistungsbatterien“ untersucht. In dem am 1. Juni 2017 gestarteten Forschungsvorhaben gehen die Goslarer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN), der TU Clausthal und des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI der Frage nach, wie durch den Einsatz leistungsstarker und intelligenter Batteriesysteme zu jedem Zeitpunkt ein Gleichgewicht zwischen fluktuierender Energieerzeugung und -verbrauch gewährleistet werden kann. Unterstützt werden sie durch Industriepartner, die den Forschern für eine anwendungsnahe Umsetzung des Hochleistungsbatteriesystems bestehend aus Batterie und Leistungselektronikkomponenten zur Netzintegration zur Seite stehen.
Im Rahmen des Projektes wird eine speziell für Hochleistungsanwendungen geeignete Batterie über gesteuerte Leistungselektronikkomponenten mit dem Energieversorgungsnetz verbunden. Die Steuerung und Regelung dieser Leistungselektronikkomponenten erfolgt nach dem von den Clausthaler Forscherinnen und Forschern entwickelten und weltweit patentierten Prinzip der Virtuellen Synchronmaschine (VISMA). Das System aus Batterie und Leistungselektronikkomponenten kann so gesteuert werden, dass es sich verhält wie ein Generator in einem Großkraftwerk und die gleichen stabilisierenden Eigenschaften ausweist.
Das Fraunhofer HHI wird bei der Sicherheitstechnik zusammen mit dem EFZN die Hochleistungsanwendung der Batterie weiterentwickeln.
Das EFZN ist verantwortlich für das VISMA-Regelsystem, Betrachtungen der Lebensdauer der Batterie unter den Betriebsbedingungen der Momentanreserveerbringung sowie für die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems. Mit dem vom EFZN und dem Fraunhofer HHI betriebenen Batterietestzentrum steht den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Goslar die nötige Forschungsinfrastruktur zur Verfügung.
Gemeinsam mit der Harz Energie soll nach der erfolgreichen Funktionsprüfung die netzstabilisierende Wirkung des Batteriespeichers im öffentlichen Verteilnetz erprobt werden. Die Übertragbarkeit auf andere Spannungsebenen und Anwendungsfelder bleibt der Zukunft vorbehalten.
Quelle: http://est.tu-clausthal.de/presse/nachrichtendetails/tt_news/691/?cHash=1306b5ede6a17b57a8729e26403576ee (jüngster Zugriff 09.08.2018)
Laufzeit der angegebenen
Teilprojekte: 01.06.2017 bis 31.05.2020
Fördersumme der angegebenen
Teilprojekte: 2.659.187,00 €
Projektvolumen der angegebenen
Teilprojekte: keine Angabe
Teilprojekt 1: Gesamtsystemanalyse
Förderkennzeichen: 03ET6123A
Energie-Forschungszentrum Niedersachsen
38640 Goslar
Teilprojekt 2: Frühzeitige Gefährdungserkennung durch optische Zustandsüberwachung von Batteriezellen und Entwicklung eines magnetooptischen Stromsensors
Förderkennzeichen: 03ET6123B
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, Faseroptische Sensorsysteme
38640 Goslar
Teilprojekt 3: Intelligentes Leistungsmodul
Förderkennzeichen: 03ET6123C
Infineon Technologies AG
85579 Neubiberg
Teilprojekt 4: Entwicklung und Verifikation eines Sicherheitskonzepts für Hochleistungsbatterien
Förderkennzeichen: 03ET6123D
Stöbich technology GmbH
38644 Goslar
Teilprojekt 5: Steuerelektronik, Software-Plattform und Gesamtintegration
Förderkennzeichen: 03ET6123F
LTI ReEnergy GmbH
59423 Unna
Fördergeber: BMWi, Referat IIC6
Projektträger: PT-J
Leistungsplansystematik:
EA2392 Energiespeicher - Systemintegration
Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung
Förderart: PDIR
Die Energiewende stellt die Versorgungssicherheit im Stromversorgungsnetz vor neue Herausforderungen und fordert innovative Lösungsansätze. Wie bei zunehmender Nutzung erneuerbarer Energien und der damit verbundenen Ablösung konventioneller Großkraftwerke die Netzstabilität erhalten werden kann, wird in dem Projekt „ReserveBatt - Momentanreserve mit Hochleistungsbatterien“ untersucht. In dem am 01. Juni 2017 gestarteten Forschungsvorhaben gehen die Goslarer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN), der TU Clausthal und des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts HHI der Frage nach, wie durch den Einsatz leistungsstarker und intelligenter Batteriesysteme zu jedem Zeitpunkt ein Gleichgewicht zwischen fluktuierender Energieerzeugung und -verbrauch gewährleistet werden kann. Unterstützt werden sie durch Industriepartner, die den Forschern für eine anwendungsnahe Umsetzung des Hochleistungsbatteriesystems bestehend aus Batterie und Leistungselektronikkomponenten zur Netzintegration zur Seite stehen.
„Um bei zunehmender fluktuierender Einspeisung die Sicherheit der Energieversorgung zu garantieren, brauchen wir in Zukunft Hochleistungsbatteriesysteme zur Frequenzstabilisierung“, sagt Projektleiter Prof. Hans-Peter Beck. Der Vorstandsvorsitzende des EFZN und Direktor des Instituts für Elektrische Energietechnik und Energiesysteme (IEE) an der TU Clausthal hebt hervor: „Ein wichtiges Instrument dazu ist die sogenannte Momentanreserve, die aktuell hauptsächlich durch die rotierenden Massen in den konventionellen Kraftwerken zur Verfügung steht.“ „Da die Bereitstellung der Momentanreserve durch diese Kraftwerke zukünftig nicht garantiert werden kann, sind Alternativen wie leistungsstarke Batteriespeicher vorzusehen“, ergänzt der Projektkoordinator Dr. Ralf Benger. Der Energieinhalt der Batterie zum Erbringen der Momentanreserve kann im Vergleich zur Leistung recht klein sein, d. h. schon mit einer relativ kleinen Batterie lässt sich, eine hohe Leistungsfähigkeit vorausgesetzt, die Schwungmasse des Kraftwerksgenerators nachbilden.
Im Rahmen des Projektes wird eine speziell für Hochleistungsanwendungen geeignete Batterie über gesteuerte Leistungselektronikkomponenten mit dem Energieversorgungsnetz verbunden. Die Steuerung und Regelung dieser Leistungselektronikkomponenten erfolgt nach dem von den Clausthaler Forscherinnen und Forschern entwickelten und weltweit patentierten Prinzip der Virtuellen Synchronmaschine (VISMA). Das System aus Batterie und Leistungselektronikkomponenten kann so gesteuert werden, dass es sich verhält wie ein Generator in einem Großkraftwerk und die gleichen stabilisierenden Eigenschaften ausweist.
Um die Anforderungen an das Batteriesystem aus Netzsicht zu formulieren und die stabilisierende Wirkung zu bewerten, partizipieren mit der Harz Energie Netz GmbH und der Tennet TSO GmbH zwei Netzbetreiber am Projekt.
Das Hochleistungsbatteriespeichersystem für das Vorhaben wird von der Akasol GmbH aufgebaut. Das Fraunhofer HHI wird dabei zusammen mit der Stöbich technology GmbH die nötige Sensorik und bei der Sicherheitstechnik zusammen mit dem EFZN die Hochleistungsanwendung der Batterie weiterentwickeln. Die entsprechende Forschungslinie für das Energiewandlungssystem und seine Komponenten decken die Infineon Technologies AG und die LTI ReEnergy GmbH ab. Infineon wird in einem intelligenten Leistungsmodul die wesentlichen Komponenten der Leistungselektronik kombinieren und als universelle Basiskomponente bereitstellten. LTI ReEnergy erforscht eine flexible Steuerung des Leistungselektronikmoduls und die Schnittstellen zur Batterie und setzt das Konzept in einen prototypischen Gesamtaufbau um, der im Batterietestzentrum installiert wird. Die Felderprobung wird zusammen mit der Harz Energie in Goslar durchgeführt. Insgesamt beläuft sich der Industriebeitrag auf rund 1,9 Millionen Euro.
Das EFZN ist verantwortlich für das VISMA-Regelsystem, Betrachtungen der Lebensdauer der Batterie unter den Betriebsbedingungen der Momentanreserveerbringung sowie für die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems. Mit dem vom EFZN und dem Fraunhofer HHI betriebenen Batterietestzentrum steht den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Goslar die nötige Forschungsinfrastruktur zur Verfügung.
Gemeinsam mit der Harz Energie soll nach der erfolgreichen Funktionsprüfung die netzstabilisierende Wirkung des Batteriespeichers im öffentlichen Verteilnetz erprobt werden. Die Übertragbarkeit auf andere Spannungsebenen und Anwendungsfelder bleibt der Zukunft vorbehalten.
Quelle: http://est.tu-clausthal.de/presse/nachrichtendetails/tt_news/691/?cHash=1306b5ede6a17b57a8729e26403576ee (jüngster Zugriff 09.08.2018)
Metall-Ionen-Batterien
stationär
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, Industrie
schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze
Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt
Metall-Ionen-Batterien Lithium-Ionen-Batterien Hochleistungssystem
Anwendung
Batteriepack/Batterie
Batteriepack/Batterie Leistungselektronik
Anwendung Installation und Erprobung Lebensdauerbetrachtungen
Anwendung Installation und Erprobung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Sicherheit Batterie Sicherheitstechnik
stationär Großspeicher zur Bereitstellung von Momentanreserve
Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität
Telefon: +49 5321 3816 8001
Fax: +49 5321 3816 8009
E-Mail:
hans-peter.beck@tu-clausthal.de
Herr Dr. Ralf Benger
stellvertretender Teilprojektleiter
Telefon: +49 5321 3816-8067
E-Mail:
Ralf.benger@efzn.de
Herr Prof. Dr. Hans-Peter Beck
TU Clausthal
Energie-Forschungszentrum
Am Stollen 19A
38640 Goslar
Telefon: +49 5321 3816-8001
Fax: +49 5321 3816-8009
Frau Anna Heinichen
Energie-Forschungszentrum Niedersachsen
Adolph-Roemer-Str. 2A
38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: +49 5321 3816-8016
Fax: +49 5321 3816-998016
E-Mail: anna.heinichen@efzn.de
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