Niederspannungsnetze im Wandel
Herausforderungen zur Bewältigung des Übergangs vom passiven Endverbraucher zum aktiven Netznutzer
Zukünftige Niederspannungsnetze (Netzebene 6 bzw. 7) agieren nicht mehr nach dem bisher gängigen Top-Down-Prinzip, bei dem sich der Lastfluss vom übergeordneten Mittelspannungsnetz Richtung Niederspannungsnetz und damit zu dessen Verbrauchern einstellt. Die dort angeschlossenen Stromkunden, meist bestehend aus kleineren bzw. mittelgroßen Industrie-, Gewerbe- und Landwirtschaftsbetrieben sowie aus Haushalten, sind hier überwiegend ohmsch/induktive Verbraucher (zB Heizung/Antriebsmotoren). Die ursprünglich passiven Verbraucher werden zu volatilen, aktiven Stromerzeugern. Verantwortlich für diese Entwicklung sind neue Technologien, darunter fallen die dezentralen, erneuerbaren Energiequellen (Renewable Energy Sources, RES) wie zB die Photovoltaik, aber auch dezentrale Stromspeicher oder vehicle-to-grid (v2g). Ebenso werden vermehrt örtlich verteilte, leistungsstarke Betriebsmittel wie zB Elektrofahrzeug-Ladestationen oder Klimaanlagen bzw. Wärmepumpen an das Niederspannungsnetz angeschlossen. Aufgrund der zunehmenden Anzahl solcher Komponenten, deren Erzeugung bzw. Verbrauch oftmals stark schwankend ist, werden vormalige reine Verbrauchskunden auch zeitweise zu Erzeugern (Prosumern), zusätzlich wird sich deren Leistung und deren Verbrauch aufgrund von steigenden Volatilitäten am Strommarkt zukünftig erhöhen. Dies stellt neue Herausforderungen an das Niederspannungsnetz.
Forschungsfragen in diesem Umfeld werden am IEAN wissenschaftlich und praxisnah in Form von Forschungsprojekten oder Kooperationsprojekten mit Industrie und Gewerbe behandelt.
Die Forschungsschwerpunkte des IEAN sind dabei:
- Implementierung der Digitalisierung;
- Planung und Projektierung des notwendigen Netzausbaus;
- Bestmögliche Ausnutzung der bestehenden Netzinfrastruktur unter Berücksichtigung technischer und ökonomischer Aspekte.
Die Stärken des Instituts liegen hierbei:
- in der gesamtheitlichen Betrachtung aufgrund der vorhandenen Kenntnisse in der Last-/Erzeugungsflussberechnung und -prognose;
- in der Schutztechnik (Netz- und Anlagenschutz);
- bei den Schutzmaßnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag;
- in der Amortisationsrechnung.
Mit der Kombination der breitbandigen Fachkunde und dem unmittelbaren Zugang zu neuen Technologien und internationalen Trends leistet das IEAN fortlaufend Beiträge zur Gestaltung von robusten, resilienten und langlebigen Niederspannungsnetzen der Zukunft.
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