Fraunhofer IEE

Wissenschaftler aus Kassel haben neue Ansätze für die kurative Systemführung im Verteilnetz entwickelt. Es soll den Netzbetreibern Zeit für den Bau neuer Leitungen verschaffen, die angesichts des Photovoltaik- und Windkraft-Zubaus erforderlich sind.

Eine von der Bundesregierung beim Fraunhofer IEE in Auftrag gegebene Analyse der Ansteuerbarkeit von Stromerzeugern und -verbrauchern legt eine Absenkung der aktuellen Leistungsgrenzen zumindest nahe. Allerdings sei die Abschätzung gerade bei der Photovoltaik besonders komplex.

Das Fraunhofer IEE will bis Herbst 2026 mit seinen Projektpartner den Prototypen kreieren. Damit sollen die Batterien von Elektrofahrzeugen künftig aktiv zur Netzstabilisierung genutzt werden können. Sie könnten sogar Stromnetze wieder aufbauen helfen und Haushalten einen Inselbetrieb ermöglichen.

Die Forscher haben ein Degradationsmodell erstellt, mit denen Experten die Batteriealterung in Hybridsystemen aus Lithium-Ionen-Batterien und Superkondensatoren ermitteln können. Damit lässt sich erkennen, ob es im Einzelfall sinnvoll ist, die beiden Technologien zu koppeln. Auch bei der Auslegung eines Hybridsystems sollen die Werkzeuge helfen.

Mittels künstlicher Intelligenz werden Cyberangriffe oder Störungen erkannt. Dabei arbeitet das System nur mit den Daten der Kommunikation zwischen den Anlagen im virtuellen Kraftwerk.

Im Forschungsprojekt „PV4Life“ sollen digitale Modelle das individuelle Altern von Photovoltaik-Wechselrichtern abbilden. Auf dieser Basis könnten KI-gestützte Betriebsstrategien entstehen, die ohne Leistungsreduzierung die Lebensdauer der Geräte verlängern.

Mit der Einführung des Paragrafen 14a des Energiewirtschaftsgesetzes ergeben sich neue Marktrollen. Netzbetreiber dürfen unter bestimmten Voraussetzung den Strombezug von Wallboxen und Wärmepumpen steuern. Dadurch kommen Messstellenbetreiber und Energieservice-Anbieter neue Funktionen zu. Für diese müssen noch die praktischen Prozesse und IT-Lösungen entwickelt werden. Am Fraunhofer IEE in Kassel und am Fraunhofer ISE in Freiburg werden solche Lösungen jetzt im Labor getestet.

Auf Basis von Regionalszenarien für die weitere Entwicklung von Photovoltaik, Windkraft und Wärmepumpen in der Planungsregion Ost haben die Forscher ein Modell entwickelt, was den Bedarf an neuen Leitungen bis 2045 zeigt.

Stromrichter von Photovoltaik- und Windenergie-Anlagen sowie Speichern müssen künftig für Trägheit in den Verteilnetzen sorgen. Die Forschungspartner untersuchen, wie sie dieser Verantwortung für die Versorgungssicherheit am besten gerecht werden können.

Die Forscher entwickeln digitale Assistenzsysteme, mit denen Netzbetreiber das Zusammenspiel von Anlagen mit geringer mechanischer Trägheit bewerten können. Sie sollen ihnen helfen, Frequenz und Spannung im Netz auch künftig stabil zu halten.