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Großbatterien für die Netzstabilisierung: »ReserveBatt - Momentanreserve mit Hochleistungsbatterien«

In einem mit 2,65 Millionen Euro geförderten Verbundforschungsprojekt verbinden Industrie, Wissenschaft und Netzbetreiber eine für Hochleistungsanwendungen geeignete Batterie über gesteuerte Leistungselektronikkomponenten mit dem Energieversorgungsnetz.

Speicher Bildquelle: © EFZN

Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch sollen beim Wegfall der Kraftwerke Batteriespeicher im Stromnetz aufrechterhalten.

Das Hochleistungs-Batteriespeichersystem für das Vorhaben, fluktuierende erneuerbare Energien abzufedern wird von der AKASOL GmbH aufgebaut. Das Fraunhofer HHI wird dabei zusammen mit der Stöbich technology GmbH die Sensorik und bei der Sicherheitstechnik zusammen mit dem EFZN die Hochleistungsanwendung der Batterie weiterentwickeln.

»Um bei zunehmender fluktuierender Einspeisung die Sicherheit der Energieversorgung zu garantieren, brauchen wir in Zukunft Hochleistungsbatteriesysteme zur Frequenzstabilisierung«, so Projektleiter Prof. Hans-Peter Beck. Der Vorstandsvorsitzende des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen  EFZN und Direktor des Instituts für Elektrische Energietechnik und Energiesysteme (IEE) an der TU Clausthal erklärt: »Ein wichtiges Instrument dazu ist die sogenannte Momentanreserve, die aktuell hauptsächlich durch die rotierenden Massen in den konventionellen Kraftwerken zur Verfügung steht.«

»Da die Bereitstellung der Momentanreserve durch diese Kraftwerke zukünftig nicht garantiert werden kann, sind Alternativen, wie etwa leistungsstarke Batteriespeicher, vorzusehen«, ergänzt der Projektkoordinator Dr. Ralf Benger. Der Energieinhalt der Batterie zum Erbringen der Momentanreserve kann im Vergleich zur Leistung recht klein sein, d.h. schon mit einer relativ kleinen Batterie lässt sich, eine hohe Leistungsfähigkeit vorausgesetzt, die Schwungmasse des Kraftwerksgenerators nachbilden.

Die Forschungslinie für das Energiewandlungssystem und seine Komponenten übernehmen die Infineon Technologies AG und die LTI ReEnergy GmbH. Infineon wird in einem intelligenten Leistungsmodul wesentliche Komponenten der Leistungselektronik kombinieren und als universelle Basiskomponente bereitstellten.

LTI ReEnergy erforscht eine flexible Steuerung des Leistungselektronikmoduls und die Schnittstellen zur Batterie und setzt das Konzept in einen prototypischen Gesamtaufbau um, der im Batterietestzentrum installiert wird. Die Tennet TSO GmbH und die Harz Energie Netz GmbH formulieren aus Sicht der Netzbetreiter die Anforderungen an das Batteriesystem aus Sicht der Netzbetreiber. Die Felderprobung wird mit der Harz Energie in Goslar durchgeführt.

Die Steuerung und Regelung der Leistungselektronikkomponenten, mit denen die Hochleistungs-geeignete Batterie mit dem Energieversorgungsnetz verknüpft wird, erfolgt nach dem von den Clausthaler Forscherinnen und Forschern entwickelten und weltweit patentierten Prinzip der Virtuellen Synchronmaschine (VISMA). Das System aus Batterie und Leistungselektronikkomponenten kann so gesteuert werden, dass es sich verhält wie ein Generator in einem Großkraftwerk und die gleichen stabilisierenden Eigenschaften ausweist.