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Offshore-Windenergie: Forschungsprojekt für mobilen Netzsimulator gestartet

© Fotolia© FotoliaBremerhaven - Am Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES) ist der Startschuss für ein neues Forschungsprojekt zur Steigerung der Netzverträglichkeit von künftigen Offshore-Windenergieanlagen gefallen. Ziel ist es, angesichts der immer leistungsfähigeren Anlagen, den weltweit größten Netzsimulator zu entwickeln.

Offshore-Windenergieanlagen werden immer größer. Im Hafen von Rotterdam ist mittlerweile ein Prototyp der GE Haliade-X mit einer Leistung von 12 MW in Betrieb. Angesichts des weiteren Upscaling-Prozesses ist es daher absehbar, dass bei künftigen Turbinen die erforderlichen Analysen hinsichtlich der Netzeigenschaften der Anlagen nicht mehr mit den heutigen Test- und Prüfständen durchgeführt werden können. Am Fraunhofer IWES-Institut wurde jetzt ein Forschungsprojekt zur Entwicklung einer mobilen Testeinrichtung für Vor-Ort-Tests und -Analysen gestartet.

Heutige Prüfstände für künftige Offshore-Windenergieanlagen zu klein
Im Zuge der Transformation des Energiesystems werden die Erneuerbaren Energien immer weiter in die Systemdienstleistungen mit einbezogen und die Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften der Erzeugungsanlagen für den Anschluss an das Netz steigen kontinuierlich. Für eine beschleunigte Prüfung der elektrischen Eigenschaften von Windenergieanlagen kann derzeit auf Prüfstände zurückgegriffen werden, die eine realitätsnahe Prüfung unter reproduzierbaren Bedingungen in einem zeitlich definierten Rahmen ermöglichen. Mit den heutigen Prüfständen können vor dem Hintergrund des anhaltenden Upscalings der Anlagen zukünftige Anlagengrößen, insbesondere Offshore, mit Leistungen von mehr als 15 Megawatt (MW) nicht mehr getestet werden.

Entwicklung eines mobilen Netzsimulators für Tests und Analysen im Feld
Um künftig auch Windenergieanlagen mit Leistungen von über 15 MW prüfen und optimieren zu können, wurde jetzt das Forschungsprojekt „Mobil-Grid-CoP“ (Mobile Testeinrichtung für Grid-Compliance Prüfungen) des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES gestartet. Ziel ist es, einen mobilen Netzsimulator aufzubauen und in Betrieb zu nehmen. Der Netzsimulator soll als mobile Testeinrichtung aktuelle sowie zukünftige Netzsystemdienstleistungen und elektrische Eigenschaften von Windenergieanlagen im Netzparallelbetrieb nachweisen. Damit kann die Netzverträglichkeit von sehr großen Windenergieanlagen mit einer Leistung von bis zu 20 MW geprüft und optimiert werden. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Forschungsvorhaben mit 12,7 Millionen Euro. Das Projekt läuft über drei Jahre. Die Inbetriebnahme ist für Herbst 2022 geplant.

Der neue mobile Netzsimulator wird so konzipiert, dass die Prüfung der elektrischen Eigenschaften an unterschiedlichen Netzverknüpfungspunkten erfolgen kann und dynamische Netzevents direkt im Feld an Prototypen nachgebildet werden können. Neben Netzfehlern sollen mit der zu entwickelnden mobilen Testeinheit auch dynamische Frequenzänderungen zum Test der Wirkleistungseinspeisung der Anlage oder zur Untersuchung von deren Auswirkungen auf das Gesamtsystem getestet werden. Des Weiteren steht es auch auf der Agenda, über den mobilen Netzsimulator, zukünftige Anforderungen wie beispielsweise Blackouts zum Test der Wiederherstellungsfähigkeit von Stromnetzen zu simulieren.

„Mit Mobil-Grid-CoP entwickelt das Fraunhofer IWES den weltweit größten Netzsimulator mit einer Leistung von 80 MVA. Dieser lässt sich einerseits nahtlos in unsere bestehende Testinfrastruktur des DyNaLab (Dynamic Nacelle Testing Laboratory) integrieren und kann andererseits auch im Freifeld eingesetzt werden. Zudem ist auch die Anbindung an das geplante Wasserstofftestfeld möglich“ fasst Prof. Jan Wenske, Stellvertretender Institutsleiter und Technischer Direktor Fraunhofer IWES, zusammen.

Zum Start des Projekts hat das Fraunhofer IWES das Projekt „Mobil-Grid-CoP“ einem internationalen Industriekreis vorgestellt. Torben Jersch, Abteilungsleiter Systemtechnik am Fraunhofer IWES, zeigte sich über die positive Resonanz und die konkreten technischen Anforderungen der Industrie erfreut. Diese sollen in die Spezifikation der Prüfeinrichtung einfließen, so Fraunhofer IWES.

© IWR, 2020


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18.02.2020

 



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