Uni Kassel / Erneuerbare Energien Blindstrom in Stromnetzen besser regulieren

Florian Fenske mit Funktionsmustern der geplanten Anlagen zur Blindleistungskompensation.
Florian Fenske mit Funktionsmustern der geplanten Anlagen zur Blindleistungskompensation.

Eine 80 Jahre alte Technik soll dazu beitragen, mehr Erneuerbare Energien in die Stromnetze einspeisen zu können. Zwei Wissenschaftler der Uni Kassel entwickeln einen neuen Typ sogenannter Kompensationsanlagen, mit denen die Blindleistung in Netzen reguliert wird.

Um mit Einspeiseschwankungen besser umgehen und somit im Ergebnis mehr Erneuerbare Energien aufnehmen zu können, greifen Prof. Dr. Peter Zacharias, Leiter des Fachgebiets Elektrische Energieversorgungssysteme der Uni Kassel, und Florian Fenske auf magnetische Bauelemente zurück.

»Dieser Wirkmechanismus wurde bereits vor 80 Jahren verwendet, ist aber durch die Entwicklung von Leistungshalbleitern ab den 1970er Jahren komplett verdrängt worden«, so Projektleiter Fenske. »Mit den zunehmenden Netzschwankungen durch die massive Einspeisung von Wind- und Sonnenkraft stößt diese Technik aber an ihre Grenzen, zudem ist sie teuer. Wir sind überzeugt, mit modernen Entwicklungsmethoden und neuen Ideen aus dem Verfahren mit magnetischen Elementen viel mehr herausholen zu können.«

Hintergrund sind die Netzanschlussbedingungen für regenerative Energieanlagen, die die zusätzliche Einspeisung von Blindleistung ins Energienetz fordern. Blindleistung kann keine Arbeit verrichten, sondern wird eigentlich für den Betrieb von beispielsweise Motoren und Kabeln benötigt. Mit ihrer Hilfe kann die Spannung im Versorgungsnetz gezielt beeinflusst werden, um große Schwankungen durch die Einspeisung von Sonnen- oder Windenergie zu dämpfen. Das schafft jedoch neue Probleme, denn oft ist zu viel oder zu wenig Blindleistung im Netz, die Bilanz an den Netzübergabepunkten ist nicht ausgeglichen. Hier kommen sogenannte Kompensationsanlagen ins Spiel, die die eingespeiste Blindleistung bei Bedarf aus dem Verteilnetz saugen.

Im Kasseler Projekt sollen nun Kompensationsanlagen entwickelt werden, die im Unterschied zu bisherigen Modellen stufenlos regelbar sind und eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren haben. Das würde ihren flächendeckenden Einsatz viel wirtschaftlicher machen, die Steuerung der Netze erleichtern und so die Einspeisung Erneuerbarer Energien erleichtern. Das Projekt NR2-RPC – Neuartige robuste Stellglieder zum Blindleistungsmanagement in Verteilnetzen wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Es ist im vergangenen Dezember gestartet und läuft drei Jahre.

Als Industriepartner ist Eisenmann Thermal Solution beteiligt, die über Erfahrung in der Fertigung ähnlicher Anlagen verfügt. Sie soll die entwickelten Kompensationsanlagen in die serienmäßige Fertigung umsetzen. Als Energienetzspezialist wirkt zudem Condensator Dominit mit, die sich mit der Thematik der Spannungsqualität beschäftigt.