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Bild: Siemens
Dezentrale Energiesysteme

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Wie die Wurzeln einer Pflanze

Text: Jessica Schuster, Energy 2.0
Energiesysteme sind viele einzelne Elemente, die ein System versorgen – ähnlich wie die Wurzeln einer Pflanze. Dass das bei der Energietechnik aber noch viel tiefer geht und wie man diese Energie speichern kann, erfahren Sie hier.

Strang für Strang winden sich Wurzeln einer Pflanze ins Erdreich hinein. Was am Ende entsteht ist entweder eine kleine Blume oder ein massiver Baum. Sie sind quasi die Kleinkraftwerke des Gewächses. Ähnlich verhält es sich mit dezentralen Stromerzeugern. Hier wird elektrische Energie verbrauchernah mit Kleinkraftwerken erzeugt. Die Leistungsfähigkeit der Anlagen ist in der Regel nur auf die Deckung des Energiebedarfs der unmittelbar oder in der näheren Umgebung angeschlossenen Stromverbraucher ausgelegt. Zu den Dezentralen zählen sowohl Wind- und Solarparks als auch Biomasseanlagen, BHKWs oder Wasserkraftwerke. Da der Ausbau der dezentralen Energiestruktur immer weiter voranschreitet, ändern sich nicht nur die Anforderungen an den Energiemix, sondern auch die Anforderungen an Unternehmen. So zeigt sich die Möglichkeit an neuen Geschäftsmöglichkeiten und -modellen. Die Technik für verteilte Energiestrukturen bietet laut Siemens jedem gute Chancen, seine Wirtschaftlichkeit zu steigern und zugleich die eigene und die allgemeinte Versorgungssicherheit zu verbessern.

Energie-Bilanz verbessern

Es gibt viele Möglichkeiten: Durch eigene Stromerzeugung und -speicherung, sowie digitales Energiemanagement, können kleine wie große Unternehmen ihre Energieversorgung verbessern. Eigenstromversorgung rechnet sich gerade für produzierende Unternehmen, aber auch mit intelligenter Lastverschiebung verbessert sich nicht nur die Energie-Bilanz, sondern mit diesen Flexibilitätsmöglichkeiten auch am Energiemarkt teilzunehmen.

Der Weg zum Energiemanager

Energiespeicherung spielt eine wichtige Rolle beim Thema Energiewende. Die heutigen konventionellen Systeme können auf der unteren Verteilebene alleine kein stabiles und zuverlässiges Netz gewährleisten. Netzbetreiber verwenden heute konventionelle Kraftwerke für die Netzregelung beziehungsweise den Ausgleich von Erzeugungs- und Lastfluktuationen. Bei hohem Grad erneuerbarer Erzeugung sind diese Reserven jedoch nicht mehr ausreichend vorhanden, beziehungsweise deren Vorhaltung ist unwirtschaftlich. Die Speicherlösung SIESTORAGE von Siemens setzt genau an dieser Thematik an und kann somit zu einer stabilen und zuverlässigen Stromversorgung beitragen. Es integriert erneuerbare Energien und verbessert die Nutzung fossiler Stromerzeugung für ein modernes, umweltfreundliches Netz.

Die Lösung kann sowohl als Stromabnehmer wie auch als Erzeuger wirken. Diese Kombination stabilisiert das Netz und sorgt dafür, dass das Netz mehr erneuerbare Energien integrieren kann. Auch viele Industrie- und Infrastrukturbetriebe können davon profitieren, um Lastspitzen zu vermeiden oder im Störfall eine alternative Stromversorgung hochfahren zu können. „Das System kombiniert Leistungselektronik und Automatisierungstechnik mit moderner Lithium-Ionen-Batterietechnik“, sagt John Kovach, Global Head des Bereichs DES bei Siemens. Innerhalb von Millisekunden verbessert SIESTORAGE die Spannung und Versorgungsqualität dadurch, dass es Spannungsschwankungen kompensiert. „SIESTORAGE sorgt somit für konstante Energieübertragung und eine gleichmäßige Belastung auf das Verteilnetz. Durch die zusätzliche Puffer-Kapazität, trägt das System nicht nur zur Netzentlastung bei, sondern macht auch Netzerweiterungen überflüssig.“, so Kovach weiter.

Netze steuern und
Effizienz steigern

Mit Spectrum Power Aktives Netzmanagement (ANM) hat Siemens ein Netzleitsystemwerkzeug, das für einen stabilen Netzbetrieb bei zunehmender Integration erneuerbarer Energiequellen entwickelt wurde. Mit dem Leitsystem als zentrales Steuer- und Regelsystem lassen sich Spannungsbandverletzungen vermeiden sowie Überlastsituationen und nicht eindeutige Lastflussrichtungen meistern. Erreicht wird dies nicht nur durch die Steuerung von Spannung, Blindleistung und Auslastung des Netzes, sondern auch durch eine verbesserte Visualisierung dieser Netzparameter. „Mit ANM lassen sich Verteilnetze effizienter betreiben – speziell dann, wenn der Anteil der erneuerbaren Energien wie PV-Anlagen im Energiemix zunimmt.“, sagt Kovach.

Alle Guten Dinge sind drei

Aber nicht nur SIESTORAGE und Spectrum Power ANM hat das Unternehmen im Programm, auch Hybrid-Power-Lösungen (Microgrids) für Inseln, entlegene Gebiete oder isolierte Industrieanlagen stehen im Portfolio. Denn diese Gebiete werden im Moment häufig allein durch Diesel-Generatoren oder andere fossile Kraftwerke versorgt. Bei Hybrid-Power-Lösungen ergänzen erneuerbare Energien die traditionellen, fossilen Generatoren. In Kombination mit einer intelligenten Steuerung erzeugen sie Energie, die wirtschaftlich, zuverlässig und umweltverträglicher zugleich ist. „Bei Hybrid-Power-Lösungen unterstützen wir bei der Reduzierung der Energiekosten bei gleichzeitiger Steigerung von Effizienz und Zuverlässigkeit – durch die Kombination von bestehenden oder neuen konventionellen Erzeugeranlagen mit erneuerbaren Energien und Energiespeichern.“, sagt Kovach. Diese drei Lösungen ergänzen sich und haben ihren Einsatzbereich in vielen verschiendenen Bereichen.

Die Herausforderung im Speichern von erneuerbaren Energien liegt nicht in der Technik an sich, sondern der schnellen Wetteränderung. Oftmals gibt es eine Lücke zwischen der Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien und der Nachfrage. Zum Beispiel ist die Verfügbarkeit von Windenergie in der Nacht am höchsten und Solarenergie generiert sich am Besten um die Mittagszeit. Hauptverbrauchszeit ist jedoch in der Früh und am Abend. Höhere Nachfrage an Strom schlägt sich häufig am höheren Preis nieder. Durch Speichern von erneuerbarer Energie kann bei erhöhter Nachfrage die Bevölkerung mit dem gespeicherten Strom versorgt werden. SIESTORAGE bietet eine Einrichtung zum Verstärken der Anlageneffizienz.

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