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Biogas sorgt fr stabile Netze

Biogasanlagen gelten als die Joker des erneuerbaren Energiesystems, denn sie knnen flexibel Strom und Wrme einspeisen und so Fluktuationen ausgleichen. An einer Praxisanlage wurde nachgewiesen, dass Engpsse und berlastungen im Stromnetz vermieden werden knnen, wenn Photovoltaik- und Biogasanlage aufeinander abgestimmt Strom einspeisen.

Die Stabilitt der Stromnetze und damit die Versorgungssicherheit in Deutschland jederzeit zu gewhrleisten, ist ein wesentlicher Schwerpunkt der Energiewende. Gerade bei der zunehmenden Einspeisung fluktuierender erneuerbarer Stromerzeuger, wie Windkraft oder Photovoltaik (PV), kommt es jedoch vermehrt zu Engpssen oder zu einer berlastung der Verteilnetze. Das Nadelhr zum Mittelspannungs-Verteilnetz, in das PV- und Biogasanlagen einspeisen (bis 50 kV), ist der sogenannte Netzverknpfungspunkt (NVP), der fr eine maximale Stromeinspeisung ausgelegt ist. Bei berschreiten dieser Leistung werden die Anlagen abgeregelt, um die Netzstabilitt zu sichern. Diese Belastung ohne kostenintensiven Netzausbau zu reduzieren, hat sich das Institut fr neue Energie-Systeme (InES) gemeinsam mit den Projektpartnern im Projekt FlexFuture Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger (FKZ: 03KB102) zum Ziel gesetzt. Die Wissenschaftler nutzten die Regelbarkeit von Biogasanlagen fr den Lastausgleich. Das heit, kurzfristige Schwankungen im Stromnetz werden ber die regelbare Stromproduktion der Biogas-Blockheizkraftwerke (BHKW zur Erzeugung von Strom und Wrme) ausgeglichen. Auf Basis von Prognosen der PV-Einspeisung wird der Lastausgleich vorgenommen.

Wir haben im Realbetrieb an der Biogasanlage Zellerfeld in Bayern gezeigt, dass durch eine intelligente Anlagensteuerung Stromspitzen in der Einspeisung erneuerbaren Stroms vermieden werden knnen, erklrt Prof. Wilfried Zrner, Projektleiter am Institut fr neue Energie-Systeme (InES) an der Technischen Hochschule Ingolstadt. Zusammen mit dem Biogas-Technik-Hersteller UTS Products GmbH und dem Standortentwickler PROLIGNIS Energie Consulting GmbH wurde ein Steuerungskonzept zur automatisierten und verteilnetzorientierten Fahrweise von Biogasanlagen entwickelt, welches auf Praxisanlagen bertragbar ist. So knnen durch die Installation weiterer BHKW und entsprechend dimensionierter Gasspeicher an der Biogasanlage zustzliche Kapazitten fr die Erzeugung von Strom bereitgestellt werden. Im Fall einer hohen PV-Einspeisung kann die Stromerzeugung am Biogas-BHKW heruntergefahren oder sogar ausgesetzt werden. In Zeitrumen geringer Sonneneinstrahlung wird durch die BHKW mehr Biogas zu Strom und Wrme umgewandelt.

Die Entwickler hatten dabei nicht nur die Netzdienlichkeit, d. h. den Beitrag zur Stabilisierung der Stromnetze, sondern auch die Ertragssteigerung fr den Biogasanlagenbetreiber im Blick. Fr den BHKW-Betrieb wurden im Projekt Fahrplne fr jeweils 32 Stunden im Voraus generiert. Diese bercksichtigen einerseits den Fllstand des Biogasspeichers und die tagesaktuellen Wetter- und Einstrahlungsprognosen und andererseits die Preisentwicklung an der Strombrse EPEX SPOT SE. So konnte der Biogasstrom vor allem in Zeiten hoher Strompreise bereitgestellt werden. Durch die flexible Fahrweise der Biogasanlage wurde zeitgleich die lokale PV-Einspeisung ausbalanciert.

Das Projektteam sieht nach dem erfolgreichen Projekt noch einige Herausforderungen: So ist das Anlagenmonitoring beider Stromerzeuger mit einem hohen technischen Kommunikations- und Vernetzungsaufwand verbunden. In einer Zukunft mit zunehmend vernetzten Energieanlagen mssen diese sensibler aufeinander reagieren knnen. Die wichtige Prognose der PV-Einspeisung kann beispielsweise durch die Installation eines Wolken-Tracking-Systems verbessert werden. Damit kann eine noch gezieltere Anpassung der Stromerzeugung aus Biogasanlagen an die PV-Einspeisung ermglicht werden. Des Weiteren bieten die derzeitigen Rahmenbedingungen und Gewinnmglichkeiten keine Anreize fr Anlagenbetreiber ihre Biogasanlagen im Hinblick auf die Netzdienlichkeit zu flexibilisieren.

Die konkreten Ergebnisse werden demnchst im Endbericht des Projektes verffentlicht.

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