Wissenschaftliche Ergebnisse und Projekte 1996 - Weitere Themen

		MEGA-Hybrid
		Partner:	CRES, ITER, WIP
		Förderung:	50 % EU
		Laufzeit:	1994 - 1996
		Bearbeiter:	A. Engler, P. Funtan, R. Geipel, O. Haas, B. Kansteiner, T. Krieger, A. Mahmuodi, F. Raptis, M. Reichert, J. Sachau, P. Strauß, P. Zacharias

Zur elektrischen Energieversorgung in Schwellen und Entwicklungsländern bieten Inselnetze mit erneuerbaren Energien vielversprechende Zukunftsaussichten. Inselnetze müssen unter anderem an lokale meteorologische Gegebenheiten sowie an verschiedene Lastverhältnisse anpaßbar sein. Systemanforderungen von besonderer Bedeutung sind eine einfache Installation, Wartungsarmut und flexible Erweiterbarkeit.

Bedarfsgerechte Bereitstellung der geforderten Energie und Leistung, eine hocheffiziente und kombinierte Nutzung unterschiedlicher, lokal verfügbarer Energiepotentiale sowie wirtschaftliche und verbrauchergerechte Lösungen der Versorgungsaufgaben zählen zu den prinzipiellen Vorteilen von Hybridsystemen. Diese werden gegenwärtig einsatzfallspezifisch konzipiert, als Unikat ausgelegt und gebaut und weisen daher noch erhebliche systemtechnische Defizite auf.

Im Rahmen des "MEGA Hybrid Projekts" wurde daher eine innovative baukastenartige Systemfamilie zum Aufbau von Hybridsystemen konzipiert, die mit Hilfe von mehreren Experimentieranlagen getestet und weiterentwickelt worden ist. Das Systemkonzept beruht auf der ausschließlichen Kopplung aller Stromerzeugungs und Speichereinheiten nach dem etablierten Wechsel /Drehstromstandard mit 50 Hz und 230V / 400V. Weiterer Bestandteil des Konzeptes ist die Verwendung von einheitlichen Schnittstellen für die Regelung und Kommunikation aller Systemkomponenten. Die Einführung eines solchen Baukastensystems führt sukzessiv zur Standardisierung, Normung, Massenproduktion und Kostensenkung von Komponenten und gesamten Anlagen.

Hauptziel der Forschungsarbeiten in dem Projekt ist die Entwicklung von Richtlinien zur modularen Systemgestaltung und Betriebsführung von Hybridsystemen. So wurden grundsätzliche Prinzipien zum Entwurf von Hybridanlagen erarbeitet. Weiterhin konnten die Regelungs und Betriebsführungsaufgaben dezentral strukturiert und umgesetzt werden. Dies beinhaltete auch die Definition eines Komponenteninterfaces zur Vereinheitlichung der Kommunikation von Komponenten und zentraler Koordination.

Im Rahmen des Projektes werden drei Experimentieranlagen aufgebaut. ITER auf Teneriffa nutzt die modulare Systemtechnik zum Betreiben einer 5 kW Meerwasserentsalzungsanlage. Das Institut CRES in Athen errichtete ein Experimentiersystem für die Versorgung einer griechischen Insel. Das ISET baut ein universelles Pilotsystem für generelle Versorgungsaufgaben auf, das mit den wichtigen Betriebsmodi für Inselnetze betrieben werden kann und eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht. Der hierfür erforderliche Batteriestromrichter einschließlich der Regelungsfunktionen konnte durch die Adaption eines Antriebsstromrichters realisiert werden.

Entsprechend dem Systemkonzept wurde für die Energiekopplung aller Komponenten konsequent der Drehstromstandard 400V/50Hz genutzt. Jede Systemkomponente verfügt über ihre eigene Regelungs und Betriebsführungseinheit, die sämtliche komponentenspezifischen Aufgaben übernimmt. Diese lokalen Betriebsführungseinheiten kommunizieren über einen Bus mit der zentralen Koordination/Visualisierung.

Die Hybridanlage des ISET ist das erste 3 phasige System seiner Art. Die Anlage wurde im Rahmen verschiedener Tagungen mit großer Resonanz der Fachöffentlichkeit präsentiert.

Abschließende Arbeiten des ISET sind Messungen und Test der Anlage hinsichtlich des parallelen Betriebs der Komponenten und die Bestimmung der Netzqualität.

In dem Projekt konnte unter anderem gezeigt werden, daß die "modulare Systemtechnik" für den Aufbau von Hybridanlagen große Vorteile bietet. Höhere Flexibilität, insbesondere die Erweiterbarkeit der Anlagen, kann durch die Einführung von Statiken zur Leistungsverteilung erreicht werden. In diese Richtung sollten sich zukünftige Entwicklungen konzentrieren. Auch sollte die Standardisierung des verwendeten Komponenteninterfaces angestrebt werden, um so für die Hersteller von Systemkomponenten eine gemeinsame Arbeitsgrundlage zu schaffen.