Technische Hochschule Ingolstadt Forschungsbericht 2019
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Institute<br />
43<br />
FlexFuture<br />
Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger<br />
Das Projekt „FlexFuture – Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem<br />
Anteil fluktuierender Stromerzeuger“ hatte zum Ziel, eine Steuerung für<br />
Biogasanlagen zu entwickeln, die vorausschauend und automatisiert agiert,<br />
um den Bedürfnissen des Verteilnetzes zu entsprechen. Bei gleichzeitig<br />
höchster Gesamteffizienz der Biogasanlage (BGA) wird im Sinne des<br />
Verteilnetzes Erzeugungs- bzw. Netzengpassmanagement betrieben. So<br />
kann der Investitionsbedarf in den Stromnetzausbau und Stromspeicher in<br />
Netzen mit hohen solaren Lasten verringert werden. Die Entwicklung der<br />
innovativen Steuerung zur automatisierten Fahrplangestaltung erfolgte durch<br />
Analyse des Potenzials einer an die regionale PV-Einspeisung angepassten<br />
flexiblen Stromerzeugung durch Biogasanlagen im Verteilnetz und einer<br />
Simulation der Möglichkeiten zum Netzengpassmanagement durch Biogasanlagen.<br />
Dabei werden Wetterdaten und damit der Einspeiseverlauf von<br />
PV-Anlagen, die Verteilnetzbelastung und der Wärmebedarf eines zugehörigen<br />
Nahwärmenetzes vorausschauend berücksichtigt und damit ein<br />
netzorientierter Fahrplan für die entsprechende Biogasanlage, z. B. für den<br />
jeweils nächsten Tag, erstellt (siehe Abbildung). Entwickelt wurde also eine<br />
Steuerung, die die lokalen Bedürfnisse des Verteilnetzes ins Zentrum der<br />
Fahrplanerstellung für Biogasanlagen rückt. Die Steuerung wurde auf eine<br />
marktgetriebene flexible Stromerzeugung umgerüstet und in der Demonstrationsanlage<br />
Zellerfeld praktisch umgesetzt. Um die Gesamteffizienz einer<br />
netzgetriebenen, flexiblen Fahrweise von Biogasanlagen zu gewährleisten,<br />
sollte die flexible Betriebsweise mit einer möglichst vollständigen Wärmenutzung<br />
über ein Nahwärmenetz erfolgen. Um die Biogasanlage und die<br />
zugehörigen betrieblichen Abläufe im netzgetriebenen Betrieb zu optimieren,<br />
wurde ein paralleles Monitoring der Demonstrationsanlage BGA Zellerfeld<br />
durchgeführt. Positiver Nebeneffekt des Projektes war es, dass durch eine<br />
steuerbare Stromerzeugung aus Biogas eine Substitution von Strom aus<br />
fossilen Energieträgern erreicht wurde, worin ein nennenswertes THG-Minderungspotenzial<br />
zu sehen ist. Des Weiteren kann der Anteil von Wind- und<br />
Solarenergie im Stromnetz erhöht werden, was den Anteil an Erneuerbaren<br />
Energien vergrößert. Dadurch werden Emissionsminderungen und klimaeffiziente<br />
Technologien gestärkt. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für<br />
Wirtschaft und Energie gefördert.<br />
Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner<br />
Projektleiter<br />
Tel.: +49 841 9348-2270<br />
wilfried.zoerner@thi.de<br />
Abdessamad Saidi, M.Sc.<br />
Bereichsleiter Industrielle Energiesysteme<br />
Tel.: +49 841 9348-6474<br />
abdessamad.saidi@thi.de<br />
Projektnehmer/Fördermittelgeber<br />
Integration of Biogas Plants in Electricity Grids<br />
with a high Share of Volatile Power Producers<br />
With the expansion of renewable but volatile power generation<br />
from wind and solar energy, the demand for future<br />
energy system management is increasing. The security<br />
and reliability of electricity supply has to be evaluated<br />
with new focuses. The grid stability has to be ensured by<br />
Leistung, Solare Einstrahlung,<br />
Strompreis<br />
Flexibler Betrieb<br />
BHKW 1<br />
BHKW 2<br />
Solare<br />
Einstrahlung<br />
Strompreis<br />
P Bem<br />
controllable energy producers. Apart from solid biomass,<br />
biogas is the only energy source among the renewable<br />
energies that can be stored. The potential of controllable<br />
power production via biogas plants ensures grid<br />
stability in the future. In this context the research project<br />
“FlexFuture– Integration of biogas plants in electricity<br />
grids with a high share of volatile power producers,”<br />
funded by the German Federal Ministry for Economic<br />
Affairs and Energy, was carried out. Concepts are generated<br />
and simulations are carried out regarding modifications<br />
for a controllable electricity production via biogas<br />
Zeit<br />
plants. Focus is put on the supply for internal and external<br />
Beispielhafter netzorientierter Fahrplan der Biogasanlage Zellerfeld unter Berücksichtigung<br />
solarer Einstrahlung und Strompreis. Quelle: THI<br />
heat demands and the needs of regional distribution grids<br />
with a high share of volatile energy producers.
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