vgbe energy journal 11 (2022) - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat

Abstracts | Kurzfassungen
Einfluss wechselnder
Randbedingungen auf die
Entwicklung zukünftiger
Energiesysteme
Andreas Hanel, Sebastian Fendt
und Hartmut Spliethoff
Immer häufiger kommt es zu großräumigen
Ereignissen, die unsere Energieversorgung betreffen.
Um mögliche Zukunftsszenarien und
Transformationspfade unseres Energiesystems
zu identifizieren, wird das deutsche Energiesystem
von einer Vielzahl von Instituten in Energiesystemmodellen
untersucht. In diesem Artikel
werden 40 solcher Systemstudien mit Fokus
auf den deutschen Stromsektor analysiert. In
allen Szenarien wird ein starker Ausbau der erneuerbaren
Energien angenommen. Grund dafür
ist insbesondere die fortschreitende Elektrifizierung
und der zunehmende Einsatz von Power-to-X-Technologien.
Nichtsdestotrotz werden
konventionelle Kraftwerke in den meisten Studien
als wichtige Flexibilitätslieferanten sowohl
während der Transformation als auch auf lange
Sicht betrachtet. Die größten Unterschiede innerhalb
der Studien liegen in der Darstellung
der Sektoren Wärme, Mobilität und Industrie.
Der Einfluss sich ändernder Randbedingungen
wird untersucht, wobei insbesondere die gesellschaftliche
Akzeptanz und das Ambitionsniveau
einen starken Einfluss zeigen. Geringe Ambitionen
oder gesellschaftliche Widerstände führen
in den meisten Fällen zu einem Mehraufwand
bei der Transformation des Energiesystems und
damit zu höheren Kosten, die letztlich von der
Allgemeinheit getragen werden müssen. Insbesondere
der Ausbau von Windkraftanlagen
sollte in enger Kooperation mit der Bevölkerung
angegangen werden, um die ehrgeizigen aktuellen
Ausbauziele der Bundesregierung erreichen
zu können.
Stellventil 4.0 – Konzept.
Regelarmatur ganz einfach
Achim Daume und Britta Daume
Aus der langjährigen Erfahrung der Autoren
im Bereich der Konstruktion und Entwicklung
von Regelarmaturen und Stellgliedern und dem
damit verbundenen Ziel technisch optimale Lösungen
bei optimierter Fertigung zu entwickeln,
entstand eine neue Form der (Regel-)Armatur,
das Stellventil 4.0. Zum besseren Verständnis
und der Einordnung im Kontext wird das Stellventil
mit seiner Funktion und Konstruktionsmerkmalen,
sowie den Faktoren beschrieben
und im Anschluss das Stellventil 4.0. dargestellt
und kurz erläutert.
„Kleine Masse, große Wirkung!“ –
Betriebsauswuchten als Maßnahme
zur Optimierung des
Dampfturbinenbetriebes
Clemens Bueren
Das Betriebsauswuchten von Dampfturbinen
ist eine Möglichkeit, die Schwingungsamplituden
und damit das Laufverhalten von Turbinen,
Generatoren und Nebenanlagen im Kraftwerk
zu verbessern. Neben dem Auswuchten des Einzelläufers
in speziellen Wuchtständen, stellt das
Betriebsauswuchten auf der Anlage eine notwendig
und vorzusehende Optimierungsmaßnahme
dar. Dabei geht es in der Praxis meist
darum, nach mechanischen Veränderungen wie
z.B. Revisionsarbeiten, die vereinbarten Schwingungsgrenzwerte
zu erreichen oder Betriebsstörungen
(Schutzabschaltung) zu vermeiden.
Ein gutes Schwingungsverhalten, mit niedrigen
Amplituden reduziert zudem Verschleiß und
Lebensdauerverbrauch wichtiger Anlagenkomponenten.
Allerdings kann nicht jedes Schwingungsphänomen
durch eine Betriebsauswuchtung
beseitigt werden, weshalb vor Planung und
Ausführung der Auswuchtung eine detaillierte
Analyse erfolgen muss. Qualifizierte Analysen
sind nur mit erprobtem und geeignetem Messequipment
unter Anwendung der sog. Ordnungsanalyse
mit Phasenwinkelermittlung möglich.
Zudem werden an die entsprechenden Fachleute
hohe Anforderungen gestellt, da hier Kenntnisse
der Messtechnik, der Rotordynamik und
des Dampfturbinenbetriebes Voraussetzung für
eine erfolgreiche Maßnahme ist. Aufgrund der
langjährigen Erfahrungen der Siempelkamp NIS
beschreibt dieser Fachartikel die grundsätzliche
Vorgehensweise.
Ursachen und Auswirkungen von
Torsionsschwingungen auf
Kraftwerks turbosätze im Umfeld
geänder ter Netzbedingungen –
Erste Beobachtungen
Matthias Humer und Andreas Wirsen
Das durch den vgbe energy betreute und durch
sechs Partner (BASF, ENGIE, GKM, MVV, RWE
und Uniper) finanzierte vgbe-Forschungsprojekt
mit dem Namen „Subsynchronous torsional
interaction (SSTI) – Data analysis to determine
interactions between (HVDC) converter and
(turbine set) generator“ beinhaltet eine komplexe
Datenanalyse zur Ermittlung von Wechselwirkungen
zwischen Wechselrichtern und
elektrischen Generatoren in mehreren Stufen.
Die Analyse und Bewertung der Messketten und
Messeinrichtungen zur Messung von Torsionsschwingungen
an den Turbosätzen der verschiedenen
Kraftwerke der beteiligten Partner in Bezug
auf eingesetzte Messkomponenten und den
daraus resultierenden Phänomenen liefert die
grundlegenden Informationen für weitere Untersuchungen.
Durch die Anwendung modernster
Zeit-Frequenzanalyseverfahren werden die
zur Verfügung gestellten Messdaten untersucht
und abschließend miteinander verglichen. In
diesem Beitrag werden die ersten Ergebnisse des
noch nicht abgeschlossenen Projekts vorgestellt
und erläutert.
Cybersecurity Konzepte aus
Industrie 4.0 für bestehende Anlagen
Karl Waedt, Josef Schindler, Ines Ben Zid
und Egor Dronov
Das gesamte Referenzarchitekturmodell RAMI
4.0 [1] für eine bestehende Anlage anzuwenden
wäre erst nach umfangreichen vorangehenden
Schritten der Digitalisierung möglich, insbesondere
für Anlagen die seit mehreren Jahren in Betrieb
sind. Ausgewählte Ansätze der „Deutsche
Normungsroadmap Industrie 4.0“ Version 4 [2]
sowie Konzepte von Industrie 4.0 [3] können jedoch
für bestehende Anlagen durchaus hilfreich
sein, z.B. als Teil einer Folge von umfangreichen
Modernisierungsprojekten. In den folgenden
Abschnitten werden ausgewählte Industrie 4.0
Konzepte zusammengefasst. Der Schwerpunkt
liegt auf der Modellierung des statischen Anteils
der Anlagen sowie der Implementierung
einer sicheren Netzwerk-Kommunikation mit
eingebetteten Komponenten. In diesem Zusammenhang
sind auch „Digitaler Zwilling“ basierte
Ansätze für bestehende Anlagen im Kontext der
Funktionalen Sicherheit (Safety), Cybersecurity,
vorbeugender Anlagenwartung u.a. hilfreich.
IEC 63096 als abgestufter Ansatz (im Sinne der
„Horizontalen“ Industrie 4.0 Norm IEC 62443)
von ISO/IEC 27019 sowie ISO/IEC 27002 kann
bei KRITIS-Anlagen effizient angewendet werden.
IIoT spezifisch können die neuen ISO/IEC
2740x Standards schrittweise unterstützen, insbesondere
entlang der Supply Chain.
Perspektiven für den Einsatz von
Kohle in der Landwirtschaft
Ian Reid
Die Auswirkungen des Klimawandels und industrieller
Anbaumethoden beeinträchtigen
die Bodenfruchtbarkeit, die biologische Vielfalt
und die Nahrungsmittelproduktion in der
Landwirtschaft bei gleichzeitig steigender
Nachfrage aufgrund des Bevölkerungsdrucks.
Die Vereinten Nationen (UN) haben Initiativen
ins Leben gerufen, um die Wüstenbildung und
den weltweiten Rückgang der Bodengesundheit
zu verstehen und zu bekämpfen, aber der
Verlust an fruchtbarem Land könnte sich beschleunigen.
Düngemittel sind für die weltweite
Nahrungsmittelproduktion von entscheidender
Bedeutung. Kohle kann als Ausgangsstoff für
chemische Düngemittel dienen, spielt aber auch
eine neue Rolle als alternatives Kultursubstrat.
Stickstoff-Phosphor-Kalium-Dünger (NPK) dominiert
den Markt, und die Basischemikalie
für Stickstoff ist Ammoniak. Düngemittel auf
Braunkohlebasis befinden sich in der Entwicklung
und gewinnen an kommerziellem Erfolg,
insbesondere bei Landwirten, die NPK-Dünger
vermeiden. Kohleascheprodukte spielen auch in
der Landwirtschaft eine Rolle. Die Studie befasst
sich mit den verschiedenen Lösungen, die Kohle
und Kohletechnologien bieten, und mit der Frage,
wie sie die Bodeneigenschaften in Bezug auf
Erosions- und Wüstenbildung, die Verbesserung
der Kohlenstoffsenken und die Bodenfruchtbarkeit
beeinflussen.
World Energy Outlook 2022
Zusammenfassung mit besonderem
Fokus auf die Stromversorgung
Internationale Energieagentur (IEA)
Die Welt befindet sich mitten in der ersten
globalen Energiekrise – ausgelöst durch den
Einmarsch Russlands in der Ukraine – und der
World Energy Outlook 2022 (WEO) bietet unverzichtbare
Analysen und Einblicke in die Auswirkungen
dieses tiefgreifenden und anhaltenden
Schocks auf die Energiesysteme auf der ganzen
Welt. Der WEO ist die zuverlässigste Quelle
für Analysen und Prognosen in der Energiewelt.
Seine objektiven Daten und sachlichen Analysen
bieten kritische Einblicke in die globale Energieversorgung
und -nachfrage in verschiedenen
Szenarien und die Auswirkungen auf die Energiesicherheit,
die Klimaziele und die wirtschaftliche
Entwicklung.
vgbe Congress 2022 – Kongressbericht
– vgbe-Kongress 2022 zwischen Versorgungssicherheit
und Dekarbonisierung
– Modernes, schlankes Konzept, fokussiert auf
strategisch-technische Fragestellungen
– Raum zum Netzwerken und für fachliche Diskussionen
– Antwerpen, Belgien als gastgebende Stadt
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