Das Projekt mit einer Laufzeit von drei Jahren zielt auf die Entwicklung eines Systems ab, das die Vorteile einer unterbrechnungsfreien Stromversorgung (USV) mit denen eines erweiterten Energiespeichersystems kombiniert, heißt es seitens AEG Power Solutions. Der weltweit tätige Anbieter von Stromversorgungssystemen für industrielle, kritische Infrastrukturen und weitere leistungselektronische Anwendungen initiiert und führt das Vorhaben mit dem Namen „GIS-MS“.
Die zu entwickelnde neue Lösung soll das lokale Energiemanagement unterstützen wird im Projekt zunächst als 100 kVA Prototyp entwickelt. Als Industrielösung soll es dann bis zu einigen hundert kW ausbaufähig sein.
Bis jetzt werden USV-Anlagen meistens eingesetzt, um die Stromversorgung von strategisch wichtigen Lasten sicherzustellen und um Menschen und Anlagen zu schützen. Die Systeme enthalten Batterien, die den Überbrückungsstrom liefern, aber auch chemischen Alterungsprozessen ausgesetzt sind und regelmäßig in Intervallen gewartet und ausgetauscht werden müssen.
Multifunktions-Konverter übernimmt netzbildende Funktion bei Netzausfall
Durch die zunehmende Integration der volatilen Energiequellen Wind und Solar in das bestehende Netz entstehen neue Herausforderungen für das Energiesystem. Das lokale Energiemanagement kann hier mit dazu beitragen, Energienachfrage und -produktion auszubalancieren.
Das Forschungsprojekt GIS-MS legt den Fokus auf die Lösung der technischen Herausforderungen, die eine entsprechende Hybrid-USV hervorbringt. Konkret geht es um die leistungselektronische Topologie einer entsprechenden Hybrid-USV – hier muss ein Multifunktions-Konverter den Gleich- und Wechselrichtermodus kombinieren und die netzbildende Funktion beim Netzausfall übernehmen.
Im Rahmen des Vorhabens geht es zudem um die Auswahl der Batterie, die den neuen Betriebszyklen angepasst und neu dimensioniert werden muss. Dies bedeute die Entwicklung von neuen Modellen für die Batteriealterung, die letztlich auch für die Wirtschaftlichkeitsbewertung dieser Anwendungen verwendet werden, heißt es bei AEG Power Solutions. Auch muss die Konformität der neuen Lösung an bestehende regulatorische und normative Bestimmungen sichergestellt werden.
Hybrid-USV soll Primärregelleistung anbieten und Peak Shaving ermöglichen
Entsprechende Hybrid-USV-Systeme sollen Synergien zwischen herkömmlichen USV-Anlagen und stationären Batteriespeicheranlagen nutzen. Die Lösung soll einerseits „erstklassige“ Stromqualität liefern und kritische Lasten schützen und andererseits weniger kritische Lasten durch einen Offline-Modus schützen. Dank des netzbildenden Konverters könnten zusätzlich lokale Energiequellen eingebunden werden.
Bei Verfügbarkeit des öffentlichen Netzes soll das flexible System netzunterstützende Primärregelleistung anbieten oder Lastspitzen mittels Peak Shaving reduzieren können. Zudem könne das Hybrid-USV-System eine Erhöhung des Eigenverbrauchs von erneuerbaren Energien erzielen. Der Vorteil für den Kunden liege in reduzierten Energiekosten „bei gleichzeitig erhöhter Sicherheit der Versorgung von nicht-kritischen Lasten“.
Neben AEG Power Solutions sind an dem Projekt der Fachbereich für Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik (LEA) der Universität Paderborn, die BatterieIngenieure GmbH als Experten für Batterietechnik, die Next Kraftwerke GmbH als Betreiber eines der größten virtuellen Kraftwerke, die Hoppecke Batterien GmbH als Batteriehersteller und die Avasition GmbH als Experte für HIL-Simulationssysteme beteiligt.
