Lastmanagement stärkt das Stromnetz

Mit einem intelli­genten Management von Stromlasten und -quellen können die bestehenden Stromnetze ertüchtigt werden, um den wachsenden Anteil grüner Energie zu bewältigen. Zum Abschluss des Forschungs­projekts Progressus präsentierten nun 22 Projektpartner ihre Ergebnisse. Vorgestellt wurde unter anderem eine Lösung, die es erlaubt, zehn- bis fünfzehnmal mehr Lade­stationen für Elektroautos an einem Netz­anschluss zu betreiben; es wurde auch ein Ansatz präsentiert, Strom von der Erzeugung bis zum Verbrauch nachzu­verfolgen. Im Mittelpunkt des Projekts standen drei zentrale Themen: effiziente Energieumwandlung, intelligentes Strom­management und die sichere Netzüberwachung.

„Dekar­bonisierung und Elektri­fizierung gehen Hand in Hand. Damit unsere Stromnetze die wachsenden Strommengen und die Schwankungen in Angebot und Nachfrage von Strom bewältigen können, müssen sie leistungs­fähiger und stabiler werden. Dafür brauchen wir neue Lösungen“, sagt Thomas Zollver von Infineon. „Das gemeinsame Forschungsprojekt Progressus konnte eine ganze Reihe von Technologien entwickeln, die unsere vorhandenen Netze resilienter machen können. Es leistet damit einen wichtigen Beitrag, unser modernes Leben von fossilen Energieträgern zu lösen und unser Klima für kommende Generationen zu schützen.“

Im Rahmen des Projekts wurden hocheffiziente elektrische Leistungs­wandler entwickelt, die Verluste minimieren und Batterie­speicher sowie erneuerbare Energieträger wie Photovoltaik einbinden: Die Wandler integrieren ultraschnelle Sensoren und SiC-Mosfets, die mit deutlich höherer Geschwindigkeit geschaltet werden können. Deshalb können sie in einem neuen, inno­vativen Lade­management für batterie­elektrische Fahrzeuge zum Einsatz kommen, das den Spitzen­stromverbrauch auf Standort­ebene um bis zu neunzig Prozent senkt, ohne dabei die Ladezeiten wesentlich zu erhöhen. Alternativ lässt der intelligente Lade-Algorithmus zehn- bis fünfzehnmal mehr Ladestationen am selben Netz­anschluss zu. Hardware-basierte Sicherheits­lösungen schützen dabei in der kritischen Infra­struktur des Energienetzes Kommunikation und Daten gegen Manipulation bestmöglich. Sie liefern auch die Grundlage dafür, die bereit­gestellte Energie von der Erzeugungs­quelle bis zum Verbrauch nachverfolgen zu können. So könnten Verbraucher nachweisen, dass sie grünen Strom genutzt haben.

Zur Entlastung der Stromnetze kann auch das gemeinsame Energie­management von mehreren Gebäuden beitragen. Projektpartner haben ein solches Energie­management­system auf der Basis realer Daten von sechzehn Gebäuden mit Photo­voltaik­anlagen und Energie­speichersystemen simuliert. Das Ergebnis: Die Spitzenlast der Stromnachfrage aus dem öffentlichen Netz könnte durch ein solches gemeinsames Energie­management um bis zu achtzig Prozent im Durchschnitt gesenkt werden, ohne die Anforderungen der Verbraucher*innen zu vernachlässigen. Dieser Wert für den untersuchten Fall hängt dabei von der Jahreszeit, den Wetter­bedingungen und der Auslegung der PV- und Speichersysteme ab.

Die Ergebnisse tragen damit zu neuen Produkten und Dienst­leistungen bei, die die Erreichung der europäischen Klimaziele unterstützen. Progressus wurde mit knapp zwanzig Millionen Euro gefördert durch die Gemeinschafts­unternehmung der Euro­päischen Union für die Führungsrolle bei elektronischen Komponenten und Systemen (Electronic Components and Systems for European Leadership Joint Undertaking, ECSEL-JU) und die Regierungen von Deutschland, Italien, den Niederlanden, der Slowakei und Spanien. Insgesamt 22 Projekt­partner aus Industrie und Forschung haben seit 2020 mitgearbeitet, die Projektleitung lag bei Infineon Technologies.

Infineon / JOL