Lastmanagement stärkt das Stromnetz
Auch mit immer mehr grünem Strom zeigen Stromnetze eine hohe Resilienz.
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