Verlässlicherer Strom durch erneuerbare Energie
Viele Ländern setzen sich für eine Abkehr von fossilen Brennstoffen hin zu erneuerbaren Energiequellen (EE) ein. Die steigende Menge an Elektrizität aus diesen alternativen Quellen kann häufig Übertragungsstörungen verursachen, die eine Herausforderung für die traditionelle Funktionsweise von Stromsystemen bedeuten. Während die konventionellen Kraftwerke meist nah an den Zentren mit hohem Bedarf lagen, ist ein Großteil der EE häufig verteilt und eher in entlegenen Gebieten gelegen, fernab der großen Verbrauchszentren. Außerdem kann ihre Vernetzung mit dem Versorgungsnetz manchmal Verteilungsprobleme hervorrufen, wie schrittweise Spannungsveränderungen und Rückströme. Die Betreiber der Verteilersysteme werden von zusätzlichen Kosten in Verbindung mit Überspannung und Netzwerküberlastung belastet, die sie oft an ihre Kunden weitergeben. Ein großes Problem betrifft die Frage, wie man die Elektrizität aus EE bezahlbar und zuverlässig in die bestehenden Verteilersysteme integrieren kann. Das von der EU finanzierte Projekt iReact-NG hat eine Lösung erzielt, für die keine großen Kundeninvestitionen erforderlich sind, die aber zugleich eine schnelle Kapitalrendite (ROI) verspricht. Um dies zu erreichen, haben die Wissenschaftler daran gearbeitet, ihr bestehendes iReact-Produkt zu verbessern, indem sie ihm einige neue Funktionen hinzufügen, mit denen entlegenere Gemeinschaften kosteneffizienter mit erneuerbarer Energie versorgt werden können. Gleichgewicht aus Kosten- und Energieeffizienz Neben der bereits vorhandenen, eigenständigen iReact-Automatisierungseinheit für das Management von Schaltanlagensystemen entwickelt das Projektteam auch die iReact-CG-Einheit und das iReact-Prognose-Cloud-Backend, um Stromerzeugungssysteme von isolierten oder ans Netz angeschlossenen Mikronetzen zu integrieren. „Das neu entwickelte System stellt den optimierten Betrieb aller ins Netz integrierten Ressourcen sicher“, so Projektmanager Georgios Stravopodis. Es umfasst die Automatisierung und das Management verschiedener Quellen zur Stromerzeugung, wie Windparks, PV-Anlagen, Dieselgeneratoren oder Wasserkraftgeneratoren. „iReact-NG bietet ein sehr bezahlbares Vertriebsmodell, während der Kunde von einem unmittelbaren Kapitalertrag profitiert. Für jeden Installationsknotenpunkt des iReact-Zugangs wird eine kostengünstige (unter 200 EUR) monatlich erneuerte Lizenz angeboten“, erläutert Projektmanager Georgios Stravopodis. Damit sollte es, besonders für Menschen, die in entlegeneren Gegenden leben, eine attraktive und nachhaltige Option sein. Überwachung der Übertragung erneuerbarer Energien Der iReact-CG ist das Schnittstellengerät zwischen der Fernüberwachungssoftware und den Quellen erneuerbarer Energie. Die neu entwickelte iReact-Prognose ist ein intelligentes System zur Fernüberwachung und Steuerung von iReacht-Automatisierungssteuerungen und intelligenten Sensoren, die in Schaltanlagen zur Stromverteilung und Kraftwerken für erneuerbare Energien installiert sind. Die Software des iReact-NG basiert auf einer modularen Architektur, die eine Echtzeit- und kurzfristige Lastprognose, die Verarbeitung von Verlaufsdaten, eine Stromflussanalyse, N-Punkt-Kontingentanalyse, Analyse der Netzstabilität und zahlreiche weitere nützliche Funktionen bietet. Sämtliche Softwaremodule werden durch einen agentenbasierten Rahmen unterstützt, der für eine effiziente Integration und Datenabstraktion sorgt, damit sie leicht an die Anforderung der Kunden angepasst werden können. Neben der Automatisierungseinheit und der intelligenten Software, die entwickelt wurde, hat der Projektteilnehmer in Zusammenarbeit mit akademischen Kreisen umfassend erforscht, wie unter Verwendung von autoregressiven Modellen die Stromlast vorhergesagt werden kann. Zudem wird künstliche Intelligenz genutzt, die derzeit den Stromsektor erobert, um die Effizienz der Stromerzeugung zu verbessern und die Wartungskosten zu senken. Regressionstechniken, die sich auf unterstützende Vektormaschinen oder die spärliche Vertretung stützen, lieferten verbesserte Ergebnisse für die Vorhersage der kurzfristigen elektrischen Last. Das bereits bestehende iReact-Produkt von EMTech SPACE P.C. wurde in mehr als 150 Stromschaltanlagen des griechischen Übertragungsnetzwerks installiert und kann Spitzenlasten von rund zwei GW mit einer durchschnittlichen Verringerung des Leistungsverlustes um 8 % und einer freigesetzten Kapazität von 15 % verarbeiten. Aufbauend auf dem Erfolg dieser intelligenten Netzkomponente entwickelt EMTECH nun neue Komponenten, durch die seine Nutzung von der Übertragung auf das Verteilernetzwerk ausgeweitet wird. Die Projektergebnisse sollen dabei helfen, die Stromqualität im Verteilernetzwerk zu verbessern, wobei entlegene geografische Gebiete dann in der Lage sind, auf nachhaltige Weise ihre eigene, kostengünstige Energie zu erzeugen. Derzeit sind die Energiepreise auf den griechischen Inseln üblicherweise rund 100 bis 400 % höher als auf dem Festland. Projektmanager Georgios Stravopodis stellt heraus: „Reibungslose Kooperation führt dazu, dass wesentliche Geldbeträge sowohl für den Systembetreiber als auch den Bürger eingespart werden, denn dadurch werden die Kosten der Energieerzeugung in isolierten Netzen verringert, während zugleich die Durchdringung von Quellen erneuerbarer Energien gesteigert werden kann.“
Schlüsselbegriffe
iReact-NG, integrierte Leistung, Quellen erneuerbarer Energie, Verteilernetz, iReact-Zugang, iReact-Prognose
