Anschluss von regenerativen Erzeugungsanlagen an das elektrische Energieversorgungsnetz

Auf Grund der hohen CO2-Emissionen und der damit verbundenen Klimaveränderungen wurde international das Ziel vereinbart, die Energieversorgung auf regenerative Energien umzustellen. In der Vergangenheit stellten in Deutschland hauptsächlich große zentrale Kraftwerksblöcke auf der Basis von fossilen und nuklearen Brennstoffen die Energieversorgung sicher. Diese zentralen Anlagen speisen ihre Leistung in die Hoch- und Höchstspannungsebene bis zu 380 kV ein.

In der jüngeren Vergangenheit wurde begonnen, die großen Kraftwerkseinheiten durch viele kleinere dezentrale Erzeugungseinheiten - hauptsächlich Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen - zu ersetzen. Dezentrale Erzeuger in der Leistungs-Größenordnung von mehreren kW wie z.B. Dachphotovoltaikanlagen bis zu einigen MW bei modernen Windkraftanlagen speisen üblicherweise in die Nieder- und Mittelspannung ein.

Mittelspannungsnetz mit dezentralen Erzeugungsanlagen

Da nun volatile Erzeugungsanlagen große Teile der Versorgung mit elektrischer Energie sicherstellen müssen und diese noch dazu in niedrige Spannungsebenen einspeisen, ergeben sich unterschiedliche Aufgabenfelder, die Netzintegration der Erzeuger umzusetzen. So sind beispielsweise der Netzschutz, die Versorgungszuverlässigkeit oder die Spannungshaltung direkt durch die veränderte Versorgungsstruktur betroffen und bedürfen neuer Konzepte.

Das Thema Spannungshaltung bei Einspeisung von regenerativen Erzeugereinheiten in das Mittelspannungsnetz wird momentan von der HS Mannheim zusammen mit weiteren Partnern untersucht. Je nach Spannungshöhe müssen die Erzeugungsanlagen unterschiedliches Blindleistungsverhalten zeigen können, um die Spannung im Netz zu stützen, siehe Grafik unten. Für die Studierenden ergibt sich hieraus ein weites Feld an einer erfolgreichen Umsetzung der Energiewende mitzuarbeiten. Regelungskonzepte, Netzstrukturen, Erzeugungs- und Lastszenarien sind nur einige Aspekte, die im Rahmen von Projekt- oder  Abschlussarbeiten untersucht werden können.


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