Hintergrund und Ziele

Das Zusammenspiel von Erzeugung, Verteilung und Speicherung elektrischer Energie als Teil einer sektorgekoppelten Energieerzeugungseinheit wird in Zukunft eine essenzielle Rolle zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen CO2 einnehmen. Hierbei zeichnet sich ab, dass es einen Wandel von der zentralen Regelung des Stromnetzes hin zu einer dezentralen Topologie der Erzeugungs- und Verteilungsanlagen mit intelligenten autarken Versorgungseinheiten geben wird. Bei einem steigenden Anteil erneuerbarer, dezentraler elektrischer Erzeugereinheiten wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen können standortbezogene Microgrids einen wichtigen Beitrag zur netzdienlichen Versorgungsstabilität im Energiemix leisten. Dabei lässt sich mit dem Microgrid lokal auch Blindleistungsregelenergie zur Spannungsstützung bereitstellen. Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energiequellen kann somit auf kleinster standortbezogener Ebene variabler und effizienter reguliert werden. Das Microgrid kann darüber hinaus auch als autarkes System zur regionalen Quartiersversorgung oder als Offgrid-Anwendung genutzt werden. Neben der Bereitstellung von elektrischer Energie kann ein Microgrid auch als Wärme- und Gaslieferant dienen, indem es den Wasserstoff innerhalb der Energieerzeugungseinheit erzeugt, speichert und entsprechend rückverstromt. Die bei den Prozessen der Sektorenkopplung entstehende Abwärme kann anschließend ausgekoppelt werden und für weitere Anwendungen genutzt werden. Die Wärmeauskopplung bei der Sektorenkopplung führt zu einem deutlichen besseren Gesamtwirkungsgrad des Microgrid-Systems. Im Kontext dieses Posters bildet das Microgrid eine sektorgekoppelte Energieerzeugungseinheit ab, die den Wasserstoff-, Wärme- und elektrischen Energiesektor regelungstechnisch miteinander verbindet. Grundlage für diese Veröffentlichung ist das EFRE geförderte Projekt „Wasserstoff – grünes Gas für Bremerhaven“. Dieser Beitrag soll die dynamischen Energieflüsse während des Betriebes insbesondere im elektrischen Sektor bewerten, da hier die höchsten dynamischen Lastanforderungen bei transienten Vorgängen zu erwarten sind. Hierbei sollen u.a. die Reaktionszeiten der miteinander verbunden Energiesektoren und deren Rückkopplungen untersucht werden.