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 Pflanzenbestimmung mit Flora Incognita App im März verzehnfacht
03.04.2020 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Mit haptischen Reizen tiefer in virtuelle Welten eintauchen
03.04.2020 | Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

Wassertropfen, die auf Oberflächen fallen oder über sie gleiten, können Spuren elektrischer Ladung hinterlassen, so dass sich die Tropfen selbst aufladen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben dieses Phänomen, das uns auch in unserem Alltag begleitet, nun detailliert untersucht. Sie entwickelten eine Methode zur Quantifizierung der Ladungserzeugung und entwickelten zusätzlich ein theoretisches Modell zum besseren Verständnis. Nach Ansicht der Wissenschaftler könnte der beobachtete Effekt eine Möglichkeit zur Energieerzeugung und ein wichtiger Baustein zum Verständnis der Reibungselektrizität sein.

Wassertropfen, die über nicht leitende Oberflächen gleiten, sind überall in unserem Leben zu finden: Vom Tropfen einer Kaffeemaschine über eine Dusche bis hin...

Im Focus: Harnessing the rain for hydrovoltaics

Drops of water falling on or sliding over surfaces may leave behind traces of electrical charge, causing the drops to charge themselves. Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz have now begun a detailed investigation into this phenomenon that accompanies us in every-day life. They developed a method to quantify the charge generation and additionally created a theoretical model to aid understanding. According to the scientists, the observed effect could be a source of generated power and an important building block for understanding frictional electricity.

Water drops sliding over non-conducting surfaces can be found everywhere in our lives: From the dripping of a coffee machine, to a rinse in the shower, to an...

Im Focus: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

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

Den Regen für Hydrovoltaik nutzen

03.04.2020 | Energie und Elektrotechnik

Pflanzenbestimmung mit Flora Incognita App im März verzehnfacht

03.04.2020 | Informationstechnologie

Hightech für Natur

03.04.2020 | Interdisziplinäre Forschung

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