Am KIT-Campus in Karlsruhe entsteht ein Energy Lab 2.0. Damit will das Institut zusammen mit Projektpartnern das künftige Energiesystem testen, das auf erneuerbaren Energien beruht. Die Plattform soll bis 2018 fertig sein.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt zusammen mit weiteren Projektpartnern das Energy Lab 2.0. Dabei handelt es sich um eine intelligente Plattform, um das Zusammenspiel der Komponenten zukünftiger Energiesysteme zu erforschen. Partner im Projekt sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Forschungszentrum Jülich (FZJ). Konkret werden die Projektpartner bis 2018 ein Simulations- und Kontrollzentrum und einen Verbund verschiedener Erzeugungsanlagen am KIT-Campus Nord errichten. Dazu kommen noch ein Testzentrum zur elektrolytischen Herstellung von Wasserstoff am FZJ sowie eine Testanlage zur Erprobung von Power-to-Heat-Konzepten am DLR.
Charakteristische Systemkomponenten verbinden
Der Anlagenverbund verknüpft charakteristische Komponenten zur Strom-, Wärme- und Synthesegaserzeugung mit verschiedenen Energiespeichertechnologien und Verbrauchern. Zusätzlich integriert das KIT seine eigenen und schon vorhandenen großen Versuchseinrichtungen in das Energy Lab 2.0. Dazu gehört neben dem Speicherpark für Solarstrom und ausgewählten Energieverbrauchern am KIT-Campus Nord auch die bioliq-Pilotanlage in Karlsruhe. Dabei handelt es sich um eine Anlage zur Erzeugung von Kraftstoffen aus Biomasse. Neu gebaut werden noch elektrische, elektrochemische und chemische Speicher sowie eine last- und brennstoffflexible Gasturbine mit Generator. Ein Simulations- und Kontrollzentrum am KIT verknüpft alle Komponenten des Anlagenverbundes zu einem intelligenten Gesamtsystem. Dieses sogenannte Smart Energy System ist in dieser Kombination der Infrastruktur die erste ihrer Art in Europa. Langfristig soll das System noch ausgebaut werden. Dann werden zusätzliche externe Versuchs- und Erzeugungsanlagen wie Windparks, Geothermieanlagen und konventionelle Kraftwerke hinzukommen. Im Verlauf des Projekts wollen die Forscher auch große industrielle Verbraucher in das Energy Lab 2.0 einbinden.
In drei Schritten zum Ziel
Als ersten Forschungsschritt entwickeln die Wissenschaftler die Werkzeuge und Ansätze zur Netzstabilisierung zunächst im Modell. Dazu brauchen sie die Systemkomponenten im kleinen Maßstab als Experimentierfeld sowie ein Testfeld für elektrische Netzkomponenten mit Echtzeitsimulation. Danach werden sie ihre Simulationsergebnisse auf die Ebene des Anlagenverbundes übertragen. „Auf Basis der Ergebnisse können im dritten Schritt reale Energiesysteme simuliert und beispielsweise unter dem Blickwinkel der Netzstabilität analysiert werden“, erklärt das KIT. „Energie aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind in das Netz zu integrieren und dabei die erforderliche Versorgungssicherheit zu gewährleisten, ist eine der großen Herausforderungen. Die Ergebnisse, die wir aus dem Energy Lab 2.0 gewinnen, werden wichtige Anhaltspunkte für die Gestaltung künftiger Energienetze in Deutschland liefern“, ergänzt Holger Hanselka, Präsident des KIT. (su)
