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Smartes Energiemanagement im Eigenheim

Forschungsprojekt der TH Nürnberg generiert optimalen Speicherbetrieb für regenerative Energien.

Schematische Darstellung eines smarten Last- und Stromspeicher-Management-Systems; Grafik: Lucas Brisco

Immer mehr Haushalte erzeugen ihren eigenen Strom mit Photovoltaikanlagen. Daraus entwickelt sich ein zunehmender Bedarf an Technologien, die Stromerzeugung und -verbrauch aufeinander abstimmen können. Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch und sein Forschungsteam von der TH Nürnberg entwickeln ein smartes Last- und Stromspeicher-Management zur Kopplung von Photovoltaik-Anlagen, Batteriespeichern und Stromverbrauchern. Die STAEDTLER Stiftung fördert dankenswerter Weise dieses hochinnovative Forschungsprojekt mit 40.000 Euro.

Im „Energieziel 2050“ der Bundesregierung soll Deutschland bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um 80 bis 95 Prozent verringern. Derzeit ist die Energiewirtschaft mit einem Anteil von über 40 Prozent für einen großen Anteil der in Deutschland freigesetzten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Damit erneuerbare Energien immer mehr Strom aus Kohle- und Gaskraftwerken ersetzen können, ist neben dem Ausbau von Energiespeichern unter anderem auch ein intelligentes Lastmanagement erforderlich. Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch von der TH Nürnberg forscht im Projekt „Last- und Stromspeicher-Management in zellularen Energiesystemen“ (LSM-ZellE) am Beispiel eines Prosumer-Gebäudes, wie sich in dezentralen Energiesystemen die Balance zwischen Energieangebot und -nachfrage in einem möglichst nahen Umkreis, der sogenannten „Zelle“, am besten sicherstellen lässt. Prosumer-Gebäude sind dafür als Beispiel besonders gut geeignet, da sie Strom, beispielsweise mit Photovoltaik-Einheiten, selbst erzeugen und verbrauchen. Allerdings sind die Erzeugung und der Verbrauch in der Regel weder zeitlich noch quantitativ deckungsgleich. Gerade Photovoltaik-Anlagen unterliegen wetter- und tageszeitabhängig starken Schwankungen. Zum Teil erhebliche Mengen des lokal erzeugten Stroms müssen daher in das Verteilnetz eingespeist und zu einem anderen Zeitpunkt wieder entnommen werden. Durch die damit verbundene Belastung der Stromnetze entsteht ein mit hohen Kosten verbundener Ausbaubedarf.

Die Einspeisung des selbst erzeugten Stroms in das gesamte Netz lohnt sich aus wirtschaftlicher Sicht nicht zu jeder Zeit – während der Leistungsspitzen sinken die Marktpreise für den gelieferten Strom. In diesem Zeitraum ist es effizienter, den Strom im Eigenheim zu speichern und entweder selbst zu verbrauchen oder außerhalb der Leistungsspitzen in das Netz einzuspeisen. Aktuell besteht ein großer Bedarf an Technologien, die die Erzeugung und den Verbrauch von Energie aufeinander abstimmen. Ziel des Projekts „LSM-ZellE“ ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das lokal erzeugten Strom vollautomatisiert dem Verbraucher oder dem Speicher zuführt und den Speicher bei Bedarf auch wieder entlädt, und so die Netzbelastung durch Einspeisevorgänge reduziert.

 

Quelle: Pressemitteilung Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

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