Forscher des Fraunhofer ISE schalten Strom- und Wärmespeicher zu kleinen Hybridspeichern zusammen. Die einzelnen Komponenten regeln ihre Kommunikation mit den anderen Komponenten selbst und kommen ohne zentrale Regelung aus. Damit testen die Forscher das Potenzial solcher Speichereinheiten für das Stromsystem der Zukunft.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) testen ein neues Speicherkonzept. Dazu haben sie Tausende kleine Stromspeicher mit Wärmespeichern zu einem virtuellen Speicher zusammengefasst. Zusätzlich steuern sie diesen Hybridspeicher über ein agentenbasiertes Betriebsführungssystem. Die einzelnen Speicherkomponenten erledigen selbst einen großen Teil der Regelungsaufgaben mit ihren lokalen Nachbarn. „Sozusagen auf dem kleinen Dienstweg“, sagt Christof Wittwer, Leiter der Abteilung Intelligente Energiesystem am Fraunhofer ISE. „Damit reduzieren sie den Aufwand für zentrale Strukturen. Dezentrale Intelligenz hilft so dezentraler Energieerzeugung zentrale Aufgaben von Versorgungssicherheit und Komfort zu erfüllen.“
Speicherpotenzial der Verbraucher erschließen
Zusätzlich erschließen solche intelligenten dezentralen Systeme das lokale Speicherpotenzial der Verbraucher. Die Speicher, die in den Kellern der Gebäude stehen, können zu einem Hybridsystem zusammengefasst zur Stabilisierung und Steuerung des Verteilnetzes genutzt werden. Ohne dadurch die die Verbraucher selbst in ihren Gewohnheiten zu beeinträchtigen, stehen im Jahr 2050 so Speicher mit einer Kapazität von 340 Gigawattstunden zur Verfügung. Die kleinen Batterien und Wärmespeicher können dann die überschüssige regenerative Energie aufnehmen. Das ist mehr als das Fünffache der für den gleichen Zeitpunkt angenommenen Kapazität aller Pumpspeicherwerke von 60 Gigawattstunden.
Einbindung in das Smart Grid
Das Leitsystem für die Vernetzung der verteilten Speicherkomponenten entwickelten die Forscher des Fraunhofer ISE zusammen mit ihren Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) und des Institutsteils Angewandte Systemtechnik am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB). Über dieses Leitsystem testen die Mitarbeiter des Smart Energy Lab des Fraunhofer ISE beliebige Komponenten zur Umwandlung und Speicherung von Energie und optimieren diese Hybriden für die Einbindung in das Smart Grid.
Im realen Verteilnetz bewirtschaften
Außerdem können die Forscher damit verteilte Komponenten in einem realen Verteilnetz bewirtschaften. So haben sie ein Blockheizkraftwerk mit einem Wasserspeicher, einer Wärmepumpe mit angeschlossenem Phasenwechselspeicher sowie einen Lithium-Ionen- Speicher zusammengeschaltet. Diese Komponenten haben sie an ein simuliertes Verteilnetz angeschlossen, in dem noch weitere Speicher und Erzeugungsanlagen integriert sind. Jede einzelne Komponente des Hybridspeichers steuert sich dabei selbst in Abhängigkeit vom Verhalten der anderen Komponenten. Damit können die Forscher jetzt in der Praxis testen, wie große das Potenzial ist, das solche Hybridspeichersysteme für das zukünftige Energiesystem haben. (su)
