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Forschungsziel: Das Projekt itsowl-KMUmicrogrid ist ein Innovationsprojekt im Rahmen des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe "it's OWL". Ziel dieses Projekts ist, die Systemarchitektur für ein weitgehend autarkes Stromversorgungsnetz für kleine und mittlere Unternehmen zu entwickeln. Ein solches KMU-Microgrid basiert auf der intelligenten Kopplung, Steuerung und Überwachung von KMU-typischen elektrischen Lasten, unterschiedlichen Energiequellen und -speichern. Durch ein vorausschauendes selbstoptimierendes Energiemanagement soll sich das System auf unterschiedliche Anforderungen von Kunden ebenso einstellen wie auf variierende Umfeldbedingungen. Dazu sind leistungselektronische Stellglieder hinsichtlich Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Usability weiterzuentwickeln und durch intelligente Steuerstrategien zur optimalen Balancierung der verschiedenen Leistungsflüsse zu ergänzen.
Dr. Stefan Kempen +49 2902 763-221
stefan.kempen@aegps.com
Dr.-Ing. Paul Armbruster
+49 721 608-26209
paul.armbruster@kit.edu
Problemstellung
Der abzusehende Umbruch in der Energiewirtschaft durch erneuerbare Energien stellt Industrienationen wie Deutschland vor große Herausforderungen: Es gilt, eine weiterhin zuverlässige, umweltverträgliche und preisgünstige Energieversorgung sicherzustellen. Dazu ist eine intelligente Dezentralisierung der Stromversorgung erforderlich, um insbesondere heimische Energien, wie beispielsweise Sonne, Wasser, Wind und Gasthermie, effizient zu nutzen. Dabei ist eine Abkehr von der Erzeugung elektrischer Energie in Großkraftwerken hin zu lokalen Kleinkraftwerken (Microgrids) notwendig. Diese sind in unmittelbarer Umgebung der Verbraucher angesiedelt und werden nur bei Bedarf mit dem zentralen Stromnetz gekoppelt. Eine wichtige Verbrauchergruppe sind hierbei kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), die in Summe einen Großteil der elektrischen Energie in Deutschland benötigen.
Projektziele
Ziel des Projekts itsowl-KMUmicrogrid ist die Entwicklung eines Microgrid-Demonstrators für die Energieversorgung eines industriellen KMU. Dieses Modellkraftwerk auf dem Gelände von AEG koppelt Komponenten wie beispielsweise Energiequellen und -speicher über intelligente Leistungssteller, d. h. Geräte zur flexiblen Steuerung von Strom und Spannung, und sorgt für ein vorausschauendes Energiemanagement.
Vorgehensweise
In dem Projekt werden bestehende Leistungssteller im Hinblick auf Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit weiterentwickelt. Intelligente Steuerstrategien werden erarbeitet, die die Leistungsflüsse der verschiedenen Komponenten des KMU-Microgrids und des gesamten Energiehaushalts optimal ausgleichen. Dazu werden selbstoptimierende Leistungssteller, flexibel skalierbare Bestandteile eines Microgrids, eine intelligente Betriebsführung und Ansätze zur Klimatisierung der Arbeitsräume, beispielsweise durch Abwärme von Gaskraftwerken, entwickelt. Dabei wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“, „Intelligente Vernetzung“ und „Energieeffizienz“ zurückgegriffen.
Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Mit dem KMU-Microgrid können Unternehmen variierende Umfeldbedingungen zur Energiegewinnung, z. B. aktuelle Sonneneinstrahlung oder Windstärke, für eine effektive und effiziente Energieversorgung nutzen. Die Projektergebnisse können bei der Weiterentwicklung der vorhandenen Stromversorgungslösungen sowie bei der Neuentwicklung von Geräten genutzt werden. Auf dieser Basis werden Entwicklungszeiten verkürzt und Entwicklungsprozesse verbessert. Das Projekt leistet einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung der Ziele der Hightech-Strategie 2020, insbesondere im Hinblick auf die CO2-Reduktion, intelligente Energieversorgungssysteme, elektrische Energiespeicher und den Ausbau erneuerbarer Energien.
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