Steigerung der Stromkapazität
Um den kontinuierlich ansteigenden Stromverbrauch in der Gesellschaft decken zu können, ist ein weiterer Ausbau der Stromversorgung und Netzanbindung erforderlich. Auch wenn sich durch alle dem Stromnetz hinzugefügten Stromquellen oder Unternetze dessen operative Flexibilität verbessert, steigt gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit für unkontrollierbaren Kurzschlussfehlerstrom, welcher die Sicherungsgrenzen des Netzes überschreitet. Dieser kaskadierende Fehlerstrom beeinträchtigt die Stromversorgung, beschädigt Ausrüstung und führt zu ernstzunehmenden Stromausfällen, die hunderte Millionen Euro an Kosten verursachen können. Infolgedessen suchen Stromnetzbetreiber nach Möglichkeiten zur Erhöhung der Netzkapazität durch das Hinzufügen von Energiequellen, während gleichzeitig die Netzbelastbarkeit gewahrt bleibt. Die Herausforderung ist jedoch, dass konventionelle Lösungen wie z. B. die Segmentierung des Stromnetzes und Netzupgrades üblicherweise einige oder mehrere Hundert Millionen Euro kosten. Diese Lösungen wirken sich zudem negativ auf Stromqualität, -stabilität und -zuverlässigkeit aus –, sodass im Wesentlichen alle damit einhergehenden Vorteile aufgehoben werden. Aus diesem Grund richten zahlreiche Betreiber von Stromnetzen ihre Aufmerksamkeit auf neue, alternative Lösungen für die Fehlerstrombegrenzung (FCL, Fault Current Limiting). „FCL ist eine Lösung, um die Kapazität in Stromnetzen zu verbessern und um die kosteneffektive Einbindung von dezentraler Erzeugung und erneuerbaren Ressourcen zu erreichen“, sagt Yoram Valent, CEO und Mitbegründer von GridON Ltd sowie Koordinator des EU-finanzierten FCL-Projekts. Die Schaffung einer besseren FCL-Lösung GridON, ein führender Anbieter von FCL-Lösungen, stellt Netzbetreibern, unabhängigen Stromproduzenten und industriellen Verbrauchern Fehlerabschwächungslösungen zur Verfügung. Die Fehlerstrombegrenzer des Unternehmens sind seit 2013 einwandfrei in Live-Netzen in Betrieb und gelten als zuverlässig, bediener- und wartungsfreundlich sowie äußerst effektiv in der Begrenzung zahlreicher Fehler. Diese FCL-Lösungen senken die Investitionsausgaben erheblich und umgehen gleichzeitig arbeits- und zeitaufwändige Upgrades sowie die frühzeitige Außerbetriebnahme betriebsfähiger Ausrüstung. „Unsere Fehlerabschwächungslösungen ermöglichen eine erhöhte Stromkapazität und eine kosteneffektive Einbindung von verteilter Erzeugung und intermittierenden erneuerbaren Energiequellen“, fügt Valent hinzu. „Sie verbessern ebenfalls die Energieeffizienz und Netzstabilität und senken die Kohlenstoffemissionen.“ Die FCL-Ausgangslösung war jedoch (zu Beginn des Projekts) für mehrere spezifische Marktsegmente nicht umsetzbar. Bei der Mittelspannungsverteilung und in industriellen Netzen ist beispielsweise ein kleineres und günstigeres Produkt erforderlich. Durch das EU-finanzierte FCL-Projekt konnten die GridON-Forscher eine erhebliche Reduktion in der Größe von Fehlerstrombegrenzern (Fault Current Limiters) für die Kernsättigung des Unternehmens erreichen und deren Leistungsvermögen verbessern. „Wir entwickelten erfolgreich einen verbesserten FCL für die Kernsättigung, indem wir ein neu entwickeltes Leistungselektronik-Schaltsystem hinzufügten“, erklärt Valent. „Diese integrierte neuartige Architektur ermöglichte eine Reduktion von Fläche und Kosten der FCL-Einheit, die sich als äußerst attraktive Lösung für verteilte Netze und industrielle Verbraucher anbietet.“ Neuen Möglichkeiten die Tür öffnen Die durch das Projekt erzielten Ergebnisse eröffnen die Möglichkeit für eine weitläufigere Umsetzung der FCL-Lösung und für die Erschließung von Anwendungsbereichen, die mit Technologie der ersten Generation nicht machbar oder weniger attraktiv gewesen wäre. „Der verbesserte FCL ermöglicht die einfache, kosteneffektive Einbindung von neuen Erzeugungsquellen in bestehende Stromnetze“, sagt Valent. „Diese neuen Verbindungen erhöhen die Stromerzeugungskapazität von dicht besiedelten urbanen Gebieten und könnten zu geringeren Stromkosten führen, ganz zu schweigen von der Schaffung neuer Einnahmequellen für Betriebe mit Stromerzeugungsmöglichkeiten.“ Dank des im Rahmen des Projekts entwickelten FCL können industrielle Kunden jetzt die Stromkapazität ihrer Werke verbessern. Hierdurch sind direkte Kosteneinsparungen aufgrund der Aufbesserung der bestehenden Ausrüstung, Zeiteinsparungen in Bezug auf die Genehmigung neuer Anschlüsse im Bereich der dezentralen Erzeugung und eine Reduktion der CO2-Bilanz des Netzes möglich. Laut Valent plant GridON mit der weiteren Kommerzialisierung der leistungselektronikbasierten FCL-Technologie und deren weltweiter Bewerbung bei potenziellen Kunden und Interessenträgern.
