Uni Kassel entwickelt Anlage zu besseren Regulierung von Blindstrom in Stromnetzen

Zwei Wissenschaftler der Uni Kassel wollen eine 80 Jahre alte Technik nutzen, um mehr Erneuerbare Energien in die Stromnetze einspeisen zu können. Die Forscher vom Fachgebiet Elektrische Energieversorgungssysteme entwickeln einen neuen Typ sogenannter Kompensationsanlagen, mit denen die Blindleistung in Netzen reguliert wird.

Die Anlagen sollen leistungsfähiger, kostensparender und langlebiger sein als bisherige Modelle. Durch ihren flächendeckenden Einsatz könnten die Stromnetze in die Lage versetzt werden, mit Einspeise-Schwankungen besser umzugehen und somit im Ergebnis mehr Erneuerbare Energien aufzunehmen. Prof. Dr. Peter Zacharias, Leiter des Fachgebiets, und Dipl.-Ing. Florian Fenske greifen für die Entwicklung auf magnetische Bauelemente zurück.

„Der verwendete Wirkmechanismus der magnetischen Bauelemente wurde bereits vor 80 Jahren verwendet, ist aber durch die Entwicklung von Leistungshalbleitern der Leistungselektronik ab den 70er Jahren komplett verdrängt worden“, so Projektleiter Fenske. „Diese Technik mittels vollelektronischen Lösungen stößt mit den zunehmenden Netzschwankungen durch die massive Einspeisung von Wind- und Sonnenkraft aber an ihre Grenzen, zudem ist sie teuer. Wir sind überzeugt, mit modernen Entwicklungsmethoden und neuen Ideen aus dem Verfahren mit magnetischen Elementen viel mehr herausholen zu können.“

Hintergrund sind die Netzanschlussbedingungen für regenerative Energieanlagen, die die zusätzliche Einspeisung von Blindleistung ins Energienetz fordern. Blindleistung kann keine Arbeit verrichten, sondern wird eigentlich für den Betrieb von beispielsweise Motoren und Kabeln benötigt. Mit ihrer Hilfe kann die Spannung im Versorgungsnetz gezielt beeinflusst werden, um große Schwankungen durch die Einspeisung von Sonnen- oder Windenergie zu dämpfen. Das schafft jedoch neue Probleme, denn oft ist zu viel oder zu wenig Blindleistung im Netz, die Bilanz an den Netzübergabepunkten ist nicht ausgeglichen. Hier kommen sogenannte Kompensationsanlagen ins Spiel, die die eingespeiste Blindleistung bei Bedarf aus dem Verteilnetz saugen.

Im Kasseler Projekt sollen nun Kompensationsanlagen entwickelt werden, die im Unterschied zu bisherigen Modellen stufenlos regelbar sind und eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren haben. Das würde ihren flächendeckenden Einsatz viel wirtschaftlicher machen, die Steuerung der Netze erleichtern und so die Einspeisung Erneuerbarer Energien erleichtern. Das Projekt „NR2-RPC – Neuartige robuste Stellglieder zum Blindleistungsmanagement in Verteilnetzen“ wird mit knapp 490.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Es ist im vergangenen Dezember gestartet und läuft drei Jahre.

Als Industriepartner ist die Eisenmann Thermal Solution GmbH & Co. KG aus Bovenden bei Göttingen beteiligt, die über Erfahrung in der Fertigung ähnlicher Anlagen verfügt. Sie soll die entwickelten Kompensationsanlagen in die serienmäßige Fertigung umsetzen. Als Energienetzspezialist wirkt zudem die Firma Condensator Dominit aus Brilon mit, die sich mit der Thematik der Spannungsqualität beschäftigt und daher prädestiniert ist für die aktuelle Problematik von Energienetzen.

PM: Sebastian Mense/ Uni Kassel (hj)