Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Microgrids im amerikanischen Stromnetz

22.01.2016

Mit smarten Kleinst-Stromnetzen können dezentrale Energieerzeugungsanlagen zuverlässiger und effizienter betrieben werden als mit konventionellen Systemen. Siemens beteiligt sich an einem kommunalen Förderprogramm zur Erhöhung der Energieversorgungssicherheit im Bundesstaat New York und optimiert darüber hinaus die Stromerzeugung in einem Indianerreservat in Kalifornien.

Siemens will in Zusammenarbeit mit den Kunden in den USA Strom näher an den Verbrauchern erzeugen und mehr dezentrale Energiequellen in das Netz einbinden. Viele große Energieverbraucher – Militärbasen, Universitäten und Gewerbeparks – wollen künftig auf eine lokale Energieinfrastruktur und -erzeugung setzen.


In einem Microgrid muss das Gleichgewicht von Stromerzeugung und Stromverbrauch ausbalanciert werden – das gelingt mit einer Siemens-Steuerungssoftware.


Anlage zur Umwandlung von Rohbiogas in den „Energie-edleren“ Wasserstoff mittels eines „pressure swing adsorption system" der Firma Xebec USA, Inc. Mit Erlaubnis von Blue Lake Rancheria.

Mit ihrer Investition in ein solches Projekt sichern sie sich eine lokale Energieversorgung. Diese können sie unabhängig von einem Energieversorger steuern. Die Gestaltung eines sogenannten Microgrids und die Steuerung durch Softwarelösungen optimieren nicht nur die bestehende Energieinfrastruktur, sondern auch die Erzeugung von erneuerbaren Energien.

Die Integration in die bereits bestehende Konfiguration ist dabei problemlos möglich. Darüber hinaus kann die Infrastruktur bei einem späteren Netzausbau erweitert werden.

Im Rahmen des Programms des Bundesstaats New York zur Förderung von Microgrids hat Siemens den Zuschlag für 17 Projekte erhalten. Ein Beweis für das Engagement des Unternehmens, die dezentrale Energieerzeugung und die Entwicklung von Microgrids voranzutreiben.

Dafür hat Gouverneur Cuomo über 30 Millionen US-Dollar für Microgrid-Projekte zur Erhöhung der Versorgungssicherheit im gesamten Bundesstaat New York zur Verfügung gestellt. Mit dem Beratungsunternehmen Booz Allen Hamilton und dem Softwareunternehmen Power Analytics untersucht Siemens in der ersten Phase des Projekts die technische und wirtschaftliche Machbarkeit von Microgrids.

Ziel der Untersuchung: Intelligente Stromverteilnetze als sauberere, zuverlässigere und erschwinglichere Energieversorgung für Gemeinden.

Microgrids sind flexibler und einfacher zu regeln

Das Stromnetz in den USA ist zum Teil fast 100 Jahre alt. Es erstreckt sich auf rund 10,6 Millionen Kilometer – mehr als die fünffache Länge des deutschen Stromnetzes. Die Überwachung und Stabilisierung großer Netze ist teuer und extrem aufwendig, die Kosten dafür trägt letztlich der Stromkunde. Abgekapselte Microgrids sind flexibler und einfacher zu regeln, weil sie von Schwankungen in größeren, benachbarten Netzen nicht beeinträchtigt werden.

Das Programm, mit dem die Behörde für Energieforschung und Entwicklung des Bundesstaats New York (NYSERDA) lokale Microgrids fördert, besteht aus drei Phasen: Machbarkeitsstudien, Detailplanung und Projektumsetzung. In der ersten Phase sollen die technische Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Microgrid-Lösung bewertet werden. Die Studie wird optimale Stromerzeugungsquellen und Stromkapazitäten vorschlagen und den Modernisierungsbedarf des Netzes ermitteln.

Außerdem wird sie die Rolle des Energieversorgers beschreiben und die Kosten für die Microgrid-Lösung berechnen. Durch die Nähe zwischen Energieerzeugungsanlagen und Verbrauchern wird das Programm die Versorgungssicherheit erhöhen. Zudem wird es dezentrale Anlagen zur Erzeugung von erneuerbaren Energien (z. B. Photovoltaik- und Biogasanlagen) in Microgrids einbinden und optimal steuern. Dadurch steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Netz. Die Machbarkeitsstudien und damit die erste Phase des Programms sollen im ersten Quartal 2016 abgeschlossen sein.

Intelligente Microgrids für jede Gemeinde

Im Herbst 2016 wird auch ein Microgrid in einem Indianerreservat in Betrieb gehen. Es entsteht derzeit im Blue Lake Rancheria im US-Bundesstaat Kalifornien zusammen mit dem Schatz Energieforschungszentrum der kalifornischen Humboldt State University und dem lokalen Energieunternehmen Pacific Gas & Electric. Hier werden bald Gebäude innerhalb des Reservats, unter anderem ein Hotel, ein Kasino sowie eine Notaufnahmeeinrichtung des Roten Kreuzes, auf einer Fläche von 0,4 Quadratkilometern mit Strom versorgt.

Um dabei umweltfreundlichen Strom erzeugen zu können, werden eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 0,5 Megawatt (MW), eine Biomasseanlage, Dieselgeneratoren und ein Batteriespeichersystem mit einem Arbeitsvermögen von 950 Kilowattstunden (kWh) eingebunden. Das Besondere: Die Photvoltaikanlage ist die größte in Humboldt Country Kalifornien, mit der voraussichtlich rund 150 Tonnen CO2 im Jahr eingespart werden können.

Die Spectrum Power Microgridmanagement Software von Siemens steuert und verwaltet die Systemarchitektur der elektrischen und thermischen Energieversorgung für das Microgrid im Indianerreservat. Dabei beachtet das Unternehmen die unterschiedlichen Bedürfnisse und speziellen Anforderungen des Standorts, wie beispielsweise die geographische Lage oder die Höhe der Lasten. Die Systemarchitektur wird die Erzeugung erneuerbarer Energien und die hochmoderne Steuerung der Komponenten der elektrischen Infrastruktur unterstützen.

Personal muss nicht sieben Tage pro Woche rund um die Uhr vor Ort sein

Ein Vorteil der Software: Das Microgrid kann ohne Personal rund um die Uhr betrieben werden. Die gesamte Infrastruktur (Erzeugungs- und Netzkomponenten) innerhalb des Microgrids wird dabei nämlich über die SCADA-Plattform der Software (Ein Computer-System, das alle Daten schnell und in Echtzeit gebündelt speichert, kommuniziert und zur Verfügung stellt) überwacht und gesteuert. Kurz gesagt: Das Netzleitsystem übernimmt die Steuerung und optimiert das Energiemanagement des Microgrids.

Hochmoderne Steuerungsfunktionalitäten wie Wetter- und Lastprognosen berechnen die Stromerzeugung und den Stromverbrauch im Voraus. Das ermöglicht ein optimales Ausbalancieren der Systeme mit dem Ziel, die Kosten oder die Emissionen zu senken. Die Microgrid-Software von Siemens bietet eine flexible und skalierbare Plattform für die effiziente und dynamische Steuerung von dezentralen Energieerzeugungsanlagen und Speichern. Dank dieser Software kann das System schnell auf Störfälle reagieren und mit dem lokalen Energieversorger kommunizieren. Das verringert die Gefahr von Stromausfällen im Reservat.

Eine solche hochmoderne Steuerung ist wichtig, da es durch den immer höheren Anteil von erneuerbaren Energien aus Wind- und Solarkraft in den Stromnetzen zunehmend zu Schwankungen kommt und die Kosten für die Gewährleistung der Versorgungssicherheit steigen. Ein weiterer Faktor ist auch die Zunahme der so genannten „Prosumer“ im Netz. Das sind Gebäude oder Elektroautos, die einerseits Verbraucher sind, andererseits auch Strom abgeben können und als dezentrale Einheiten in das Netz eingebunden werden müssen. Siemens entwickelt dafür Microgrids. So lässt sich auch bei immer komplexeren Strukturen Energie effizient übertragen und verteilen.


Julia Hesse und Sally Jacquemin

Pictures of the Future

Redaktion
Sebastian Webel
Dr. Norbert Aschenbrenner
Dr. Johannes von Karczewski


Kontakt für Journalisten
Florian Martini
Tel.: +49 (89) 636-33446

www.siemens.com

Julia Hesse und Sally Jacquemin | Siemens Pictures of the Future

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne
20.07.2018 | Universität Rostock

nachricht Maschinelles Lernen: Neue Methode ermöglicht genaue Extrapolation
13.07.2018 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics