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Längst nicht alle Verteilernetze in Deutschland sind darauf ausgelegt, eine größere Zahl von Elektroautos gleichzeitig zu laden. Vielerorts muss daher in den nächsten Jahren investiert werden, in neue Leitungen genauso wie in Instrumente zur Steuerung der Ladevorgänge. Im Projekt »Ladeinfrastruktur 2.0« untersuchen Forschungsinstitute, Netzbetreiber, Energieversorger, Autohersteller und -zulieferer jetzt, wie sich die Netze auf volkswirtschaftlich sinnvollste Weise für die Elektromobilität rüsten lassen. Das Forschungsprojekt wird vom Fraunhofer IEE koordiniert. Gefördert wird das Vorhaben mit einer Laufzeit von vier Jahren vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Schwefelhexafluorid, kurz SF6, spielt als Isoliergas in elektrischen Schaltgeräten der verschiedenen Spannungsebenen eine wichtige Rolle beim Unterbrechen und Umleiten von Stromflüssen. Gleichzeitig ist es eines der wirksamsten Treibhausgase mit einer sehr langen Lebensdauer und obwohl augenblicklich die Konzentration von SF6 in der Atmosphäre noch sehr gering ist, steigt sie über die Jahre beständig an. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik und die Grenoble Ecole de Management haben nun eine Forschungsstudie gestartet, die die ökologischen und sozio-ökonomischen Auswirkungen des Einsatzes von SF6 in Stromnetzen untersucht und Alternativen in den Blick nimmt.

In einem vom BMWi und BMBF geförderten Verbundforschungsprojekt haben die Kaco new energy GmbH, Kassel (Koordination), das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, Kassel, die Infineon Technologies AG, Neubiberg, und die SUMIDA Components & Modules GmbH, Obernzell, einen Demonstrator eines Photovoltaik-Wechselrichters mit 30 kVA Leistung entwickelt, der die Vorteile von SiC-Halbleitern in der Anwendung aufzeigt. Das erreichte Leistungsgewicht des neu entwickelten Gesamtsystems beträgt 0,93 kg/kW gegenüber 2,3 kg/kW im Mittel des Standes der Technik.

Im Forschungsvorhaben »Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion (UBEDB)« haben das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) und der Landesbetrieb Hessisches Landeslabor mit Unterstützung durch den Maschinenring Kommunalservice Kassel GmbH, untersucht, wie sich die Biogasproduktion durch ein gezieltes Fütterungsmanagement mit verschiedenen, typischen landwirtschaftlichen Substraten flexibilisieren lässt. Die Ergebnisse des UBEDB-Projektes präsentiert das Fraunhofer IEE heute im Rahmen des Trading&Finance-Forums auf der Messe E-World in Essen.

Die Anfänge der heutigen Energiewende liegen über 40 Jahre zurück. Einer der Pioniere ist Prof. Dr. Werner Kleinkauf, der Anfang der 70er Jahre bei der DLR mit der Forschung und Entwicklung zur Nutzung der erneuerbaren Energien begann und ab 1976 an der Universität Kassel fortsetzte, 1981 Mitbegründer der heutigen SMA Solar Technology AG und 1988 Gründer des heutigen Fraunhofer IEE war. Als einer der ersten erkannte er die Bedeutung der Systemforschung für eine stabile und sichere Stromversorgung mit Wind- und Solarenergie und zitierte dafür immer wieder den griechischen Philosophen Aristoteles: »Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile«. Schwerpunkte seiner Forschungsarbeit waren Regelungstechnik, Leistungselektronik, Stromrichtertechnik und Energiesystemtechnik.

Im Forschungsprojekt »SysDL 2.0« hat das Fraunhofer IEE zusammen mit Partnern eine Plattform entwickelt, mit dem Verteilnetz-Betreiber durch eine koordinierte Regelung dezentraler Erzeugungsanlagen die für den stabilen und sicheren Betrieb elektrischer Netze nötige Blindleistung bereitstellen können. Neben Steuerungs- und Optimierungsmodulen umfasst die Plattform auch die nötigen Komponenten für eine standardisierte Kommunikation zwischen Verteilnetz- und Übertragungsnetzbetreiber. In einem Feldtest haben die Forschungspartner abschließend die Praxistauglichkeit der Plattform unter Beweis gestellt. Das International Smart Grid Action Network (ISGAN) hat das Projekt kürzlich beim »Award of Excellence 2018« mit einer Bronzemedaille ausgezeichnet.

In Deutschland ist im Winter der Gewächshausanbau von Gurken und Tomaten aufgrund der relativ geringen Sonneneinstrahlung nur mit Heizung und Beleuchtung möglich. Wirtschaftlich ist die Gemüseproduktion mit Zusatzbeleuchtung mit den aktuellen Strompreisen allerdings nicht. Ob das mit einem optimierten direkten Strombezug zu den schwankenden Börsenpreisen am Strommarkt möglich wäre, hat das Verbundforschungsprojekt ELGEVOS - Elektroenergieversorgung von Gewächshäusern bei einer volatilen Stromversorgung mit hohem Anteil erneuerbarer Energien untersucht. Das Ergebnis ist nun als interaktive Animation verfügbar: www.elgevos.de

Digitalisierung, Weiterentwicklung der Stromnetze sowie Flexibilisierung durch Sektorenkopplung und Speicher waren zentrale Themen der Konferenz, die rund 250 Experten aus Forschung und Praxis auf Einladung des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik in Kassel diskutierten.

Die umfangreiche Bilanz aus 30 Jahren Forschung und Entwicklung für die Nutzung der erneuerbaren Energien hat das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel kürzlich mit rund 250 Gästen aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik gefeiert und in einem vorgelagerten Zukunftsforum »Energiewende gestalten« Perspektiven für die Weiterentwicklung der Energiewende diskutiert.

Mit welcher Infrastruktur können Stromkunden mit steuerbaren Lasten und Prosumer mit erneuerbaren Energieerzeugern kosteneffizient in intelligente Netze eingebunden werden? Dieser Frage hat sich in den letzten dreieinhalb Jahren ein internationales Konsortium mit Beteiligung des Fraunhofer IEE in einem Forschungs- und Demonstrationsprojekt gestellt, das von der Europäischen Union mit 11,7 Mio. Euro gefördert wurde. Die finalen Ergebnisse wurden am 25. Juli 2018 im spanischen Valencia der Öffentlichkeit vorgestellt.