Weg von \u00d6l, Kohle, Gas und Atomkraft und hin zu erneuerbaren Energien. Im Jahr 2000 wurde das erste Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) unterzeichnet, das nach und nach immer mehr ausgeweitet wurde. Demnach sollen bis sp\u00e4testens 2050 mindestens 80 Prozent der Stromversorgung und 60 Prozent der gesamten Energieversorgung aus Erneuerbaren Energien stammen – in erster Linie aus Windkraft und Solarstrom. So, wie das Energienetz momentan funktioniert, kann diese erstrebte Wende allerdings nicht gelingen. Die Stromschwankungen nehmen immer mehr zu und es gibt immer mehr kleine Stromlieferanten, die die ehemals gro\u00dfen ersetzen. Au\u00dferdem m\u00fcssen Netze Strom gleichzeitig in zwei Richtungen transportieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Damit dies in Zukunft auch alle reibungslos laufen kann, hat das Kopernikus-Projekt ENSURE bis 2019 analysiert, wie Stromnetze bis 2050 aufgestellt sein m\u00fcssen, um alle Anforderzungen zu erf\u00fcllen und entwickelt nun L\u00f6sungen. Jetzt hat das Projekt die ersten f\u00fcnf Technologien vorgestellt, die es in den kommenden Jahren digital und auch in der Praxis simulieren wird.<\/p>\n\n\n\n
Bisher messen Schutzger\u00e4te im Netz permanent Str\u00f6me und Spannungen und schalten bei St\u00f6rungen die betroffenen Bereiche automatisch ab, um das Stromnetz zu sch\u00fctzen. Diese Ger\u00e4te arbeiten jedoch nach immer den gleichen Regeln, nach denen sie urspr\u00fcnglich programmiert wurden und k\u00f6nnen auf Ver\u00e4nderungen im Netz nicht reagieren. Der ENSURE-Adaptivschutz vernetzt hingegen mehrere Schutzinstrumente. Hier laufen Datenstr\u00f6me zentral zusammenlaufen und das System berechnet fortlaufend Einstellparameter, die zur aktuellen Netzsituation passen. So lernt das Schutzsystem laufend dazu und kann flexibel auf die Einspeisung erneuerbarer Energien reagieren.<\/p>\n\n\n\n
Der Strom in unserem Stromnetz ist Wechselstrom, E-Autos brauchen aber Gleichstrom. Deshalb k\u00f6nnen Ladestationen f\u00fcr E-Autos bisher nur \u00fcber mehrere Umwandlungsschritte ans Stromnetz angeschlossen werden. Um das k\u00fcnftig zu \u00e4ndern, ist im ENSURE-Solid-State-Transformer ein sogenannter Umrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, bereits integriert. Die Folge ist, dass es durch diesen Direktanschluss ans Netz viel weniger Energieverluste vom Netz ins Auto gibt.<\/p>\n\n\n\n
Stromausf\u00e4lle k\u00f6nnen bei St\u00f6rungen in der Regel ganz einfach lokal begrenzt werden, da Mittelspannungsnetze in Teilnetze aufgeteilt sind. Der Nachteil dieser Aufteilung ist allerdings, dass die Netze nicht flexibel sind und keine Energie untereinander austauschen k\u00f6nnen. Es kann also vorkommen, dass in einem Teilnetz noch Kapazit\u00e4ten vorhanden sind, im Nachbarnetz aber Windenergieanlagen abgeschaltet werden m\u00fcssen, weil dieses Netz \u00fcberlastet ist. Innovative MVDC-Kurzkupplungen von ENSURE sollen einen dauerhaften Austausch von Energiereserven zwischen einzelnen Teilnetzen erm\u00f6glichen. St\u00f6rungen sollen allerdings weiterhin lokal begrenzt sein und nicht auf benachbarte Teilnetze \u00fcbergehen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Das Energienetz ist in Deutschland gr\u00f6\u00dftenteils strahlenf\u00f6rmig angelegt, indem zentrale Kraftwerke Energie in alle Teile des Landes liefern. Viel effizienter w\u00e4re es aber, wenn die Strahlen dieser Sterne wie Maschen eines Netzes miteinander verbunden werden. So lie\u00dfe sich die Energie auf unterschiedlichen Wegen an ihr Ziel bringen. Laut Analysen aus ENSURE, k\u00f6nnten intelligente Vermaschungen dazu beitragen, sich den ver\u00e4nderten Anforderungen von Erzeugung und Verbrauch von Energie anzupassen.<\/p>\n\n\n\n
In Umspannwerken im Stromnetz treffen unterschiedliche Netze mit unterschiedlichen Spannungen aufeinander und der Strom wird so gelenkt, dass die Netze stabil funktionieren. Dabei hilft es, m\u00f6glichst viele Informationen \u00fcber den tats\u00e4chlichen Leistungsfluss innerhalb eines Umspannwerkes zu haben. Hierf\u00fcr hat ENSURE ein digitales Umspannwerk entwickelt, in dem neue Messger\u00e4te und moderne Kommunikationstechnik digital Daten einzelner Umspannwerkskomponenten erfassen, auswerten und schnell und effizient verarbeiten. Auf Grundlage dieser Daten sollen Stromfl\u00fcsse besser als bisher und automatisiert gesteuert werden.<\/p>\n\n\n\n
ENSURE will diese f\u00fcnf Technologien bis 2022 erstmalig testen. Danach sollen sie ausgebaut und um weitere Technologien erg\u00e4nzt werden. ENSURE wird vom Bundesforschungsministerium gef\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n
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