Regionale Zellen sollen Energiewende befördern

Ein Team unter der Leitung von Prof. Hermann de Meer untersucht im Projekt „cells4.energy“, ob sich mit regionalen Energiezellen das Energiesystem neu strukturieren lässt. Das Stromnetz in Europa befindet sich im Umbruch. Erneuerbare, dezentrale Energiequellen werden massiv ausgebaut. Da diese wetterabhängig sind, braucht es größere Speicher und Flexibilität beim Stromverbrauch. Deshalb muss auch die Aufrechterhaltung der Netzfrequenz und Spannung dezentralisiert werden.

Die Wechselrichter an den Speichern, Photovoltaik- und Windkraftanlagen müssen um die Bereitstellung von Systemdienstleistungen erweitert werden, so der Vorschlag des Forschungsteams der Uni Passau. „Der massive Ausbau von erneuerbaren, dezentralen Energiequellen erfordert einen Paradigmenwechsel weg von der zentralen hin zur dezentralen Erzeugung“, sagt Hermann de Meer vom Lehrstuhl für Informatik. Es fließe zunehmend nicht mehr nur Energie aus dem Übertragungsnetz in die Ortsnetze, sondern auch innerhalb der Ortsnetze finde ein wesentlicher Energieaustausch statt.

Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch herstellen

Der Lastausgleich verschiebe sich ebenfalls zumindest teilweise auf die Verbraucherseite. Aufgrund der Dynamik des Stromnetzes wird eine umfangreiche Sektorkopplung als langfristiger Energiespeicher und als Flexibilität wichtiger. Das Informatiker-Team der Universität Passau testet ein Konzept, wie sich das Energiesystem als System von regionalen Zellen organisieren lässt. „Energiezellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich selbst versorgen können und über Möglichkeiten zur Energiespeicherung sowie zur Erbringung von Systemdienstleistungen verfügen“, erklärt de Meer.

Auf diesen Zellen aufbauend definiert sein Team in dem Forschungsvorhaben ein „multi-energy virtual power plant“, ein virtuelles Multi-Energie-Kraftwerk. Es handelt sich dabei um ein intelligentes Steuersystem, das die Nutzung von verbraucherseitiger Flexibilität, Speichern und Erbringung von Systemdienstleistungen koordiniert. Das Besondere daran: Das Kraftwerk koordiniert diese Nutzung sektorübergreifend. „Das Energiezellen-Konzept könnte die Integration der Erneuerbaren erleichtern und zugleich dafür sorgen, dass Bürgerinnen und Bürger bessere Steuerungsmöglichkeiten haben“, so de Meer.
 
Österreichische Gemeinden als Reallabore

Im Projekt „cells4.energy“ haben sich mehrere Organisationen aus Wissenschaft und Praxis sowie aus Österreich, Deutschland und Norwegen unter der Koordination des Austrian Institute of Technology zusammengeschlossen. Im übergreifenden Projekt erforschen die Partnerinnen und Partner das Konzept. In praktischen Studien testen sie dessen Umsetzbarkeit, wobei österreichische Gemeinden als Reallabore dienen.

In Unterprojekten werden thematische Schwerpunkte erforscht. Die Universität Passau entwickelt dabei Konzepte für die Energiezellen, für ein Informations- und Kommunikationssystem innerhalb einer Energiezelle sowie für die Strukturierung des Netzes durch Erneuerbare. Weitere Themen sind unter anderem auch Geothermie und die Umsetzung der Sektorkopplung mit Wärmenetzen. Die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG fördert das Vorhaben über eine Laufzeit von vier Jahren.

Informationen über das Projekt „cells4.energy“ stehen im Internet bereit.