Mikronetze und Speicher

Das Mikronetz- und Energiespeicherlabor (ENGiNe)

Das hybride Energiespeichernetz ENGiNe ist ein Demonstrator auf dem Gebiet der Netzintegration dezentraler regenerativer Energieanlagen und Speicher. Er dient der Untersuchung des Netzverhaltens unterschiedlicher Speichertechnologien sowie deren sinnvollen Kombination (Hybridspeicher) im netzgekoppelten Betrieb und im Inselnetz.

Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther

Lehrstuhlleitung
FAU Erlangen-Nürnberg / Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme

Mit dem Projekt „Microgrid- und Energiespeicherlabor ENGiNe“ wird der Aufbau einer Versuchsanlage verfolgt, welche alle Bereiche einer dezentralen regenerativen Energieversorgung in der Niederspannung integriert. Die Umsetzung erfolgt dabei mit realen Betriebsmitteln, ergänzt durch simulative Komponenten.

Wir erforschen dabei das Zusammenwirken der Einzelkomponenten (Einspeisung, Speicher, Last) in verschiedenen Konstellationen zur Netzdienlichkeit, zur Erhöhung des Eigenverbrauchs unabhängig von politischen Rahmenbedingungen oder auch zur Teilnahme am Regelenergiemarkt sowie die Stabilität und Regelung von Mikronetzen im Verbundbetrieb und im Inselnetz.

Aufgebaut ist das Microgrid- und Energiespeicherlabor Lehrstuhlstandort Nürnberg aufAEG.

  • Regenerative Einspeisung durch eine Photovoltaikanlage mit einer Nennleistung von 17,42 kWp auf den Dachflächen des Gebäude.
  • Lithium-Ionen Batteriespeichersystem mit einer Nennleistung von 20 kW und einer Netto-Speicherkapazität von 22 kWh
  • Bleibasierte Batteriespeicher bestehend aus vier Blei-Gel-Batterien mit je sieben Zellen und einer Gesamtnennleistung von insgesamt 4,6 kW und einer Netto-Speicherkapazität von 4 kWh.
  • Ein neuartiges Redox-Flow-Batteriespeichersystem auf Vanadium-Basis mit einer Nennleistung von 5 kW und einer Netto-Speicherkapazität von 15 kWh installiert.
  • Als sichere Betriebsumgebung für die Batteriespeicher wurde ein Brandschutzcontainer angeschafft.
  • Zur Steuerung des Mikronetzes wird eine integrierte Netzsteuerungslösung aufgebaut. Dieser Microgrid-Controller übernimmt die optimale Balance und Steuerung aller Anlagenbestandteile.
  • Zukünftig soll auch ein Echtzeitsimulator integriert werden. Dieser kann einzelne Betriebsmitteln bis hin zu ganzen Teilnetzen simulativ in das reale Microgrid- und Energiespeicherlabor integrieren, sowie Netzzustände, welche am öffentlichen Netz nicht nachstellbar sind (z.B.: Kurzschlüsse, Netzausfall, Power-Quality-Ereignisse).
  • Als Schnittstelle zwischen Simulation und Hardware dient ein hochdynamischer, bidirektionaler Leistungsumrichter.

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