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So funktioniert dezentrale Energieerzeugung – wirtschaftlich und sicher

Eine funktionierende Stromversorgung aus verschiedenen erneuerbaren Quellen in stabilen Netzen: In Wildpoldsried, dem smarten Energiedorf im Allgäu, ist diese Vision bereits Realität – dank IREN2. Siemens ist als Teil eines hochkarätigen Konsortiums an dem Projekt beteiligt.

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IREN2 - innovativ und förderungswürdig

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt die Innovationskraft der in Deutschland ansässigen Unternehmen durch innovationsfreundliche Rahmenbedingungen und marktorientierte Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsaktivitäten. IREN2 (zukunftsfähige Netze für die Integration regenerativer Energiesysteme) wurde als innovatives, zukunftsorientiertes Projekt als förderungswürdig eingestuft.

IREN2 – Smarte Technik – kombiniert mit Wissenschaft

In der Allgäuer Gemeinde Wildpoldsried leisten alle Beteiligten Pionierarbeit, um den ersten Microgrid-Test dieser Art außerhalb des Labors durchzuführen.

Erfindergeist trifft Pioniergeist

Im Rahmen von IREN2 untersucht Siemens zusammen mit seinen Konsortialpartnern neuartige Netzstrukturen und deren Betriebsführung nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien. Ziel ist es, herauszufinden, wie sich Energiesysteme mit verteilter Stromerzeugung und zusätzlichen Komponenten technisch und wirtschaftlich optimieren lassen. Zudem werden Microgrids – regionale, in sich geschlossene intelligente Stromverteilnetze – als Inselnetze sowie deren Einsatz und Betrieb als so genannte topologische Kraftwerke erprobt.

IREN2 läuft von 2014 bis 2017. Am Ende des Projekts soll die Gemeinde von der übergeordneten Versorgung abgekoppelt werden. Damit wäre erwiesen, dass die erneuerbaren Erzeuger zeitweise konventionelle Kraftwerke ersetzen können, indem sie aus dem Verteilnetz heraus Systemdienstleistungen liefern.

„Die Möglichkeiten, sich aktiv an der Energiewende zu beteiligen und sogar davon zu profitieren, sind für alle gegeben. Man muss es nur angehen.“

Arno Zengerle, Bürgermeister des Energiedorfs Wildpoldsried
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Ein starkes Team

Das Konsortium setzt sich folgendermaßen zusammen:

Zukunft im Test

Im Rahmen von IREN2 machen wir den Microgrid in Wildpoldsried regelungstechnisch fit. Im Detail testen wir folgendes:

IREN2 ist weltweit relevant

Die Forschungsarbeit in IREN2 zeigt, dass Microgrids und topologische Kraftwerke mit kalkulierbarem Aufwand möglich sind. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig.

Drei Jahre auf einen Blick

Definierte Schritte – klar umrissen und geplant

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Komplettieren

Installation der nötigen Infrastruktur

Abgeschlossen

Batteriespeicher, Dieselaggregate, Lastbank, Leistungsschalter, Umrichter, Kommunikations- und Informationstechnik, Leittechnik – bis Ende 2015 wurde das Wildpoldsrieder Netz mit allem ausgestattet, was nötig ist. Inklusive Inbetriebnahmen und ersten Feldversuchen mit den Komponenten.

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Simulieren

Virtuelles Durchspielen der Szenarien

Abgeschlossen

Kein Feldtest ohne Simulation: Bevor die Versorgung der Anwohner im Testgebiet wirklich angetastet wird, werden alle Szenarien genau durchgerechnet. Damit sicher ist, dass alles wie geplant ablaufen kann.

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Abkoppeln

Test des Inselbetriebs
Für den autarken Inselbetrieb muss das Microgrid folgendes leisten:

  • Frequenzhaltung bzw. Wirkleistungsregelung: Primär-, Sekundärregelung und Einsatzplanung
  • Spannungshaltung bzw. Blindleistungsregelung über Primär- und Sekundärregelungsmechanismen
  • Bereitstellung von Kurzschlussleistung, Sicherstellen des Schutzes
  • Vorbereiten und Durchführung der Rücksynchronisierung (Frequenz, Phase und Spannung angleichen, Schalter schließen)
  • Schwarzstart
  • Geplante und ungeplante Abkopplungen vom Verbundnetz

Während des Inselnetztests wird das Verhalten des Microgrids bis ins Detail untersucht: Wie bewähren sich die Regelungsverfahren im autarken, dynamischen Betrieb? Wie verhält sich das Netz nach einem Kurzschluss? Wo liegen systembedingte Grenzen? Wenn das Microgrid abgekoppelt wird, werden diese Fragen geklärt sein. Dann zeigt sich auch, wie der Schwarzstart gelingt, also der Netzwiederaufbau „von unten“. Und die Re-Synchronisation beim Wiederankoppeln.

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Anbinden

Betrieb eines topologischen Kraftwerks

Zusätzlich zur inneren Stabilität soll das Wildpoldsrieder Microgrid Leistungen zur Systemstabilität im übergeordneten Netz liefern. Dafür müssen nicht ständig konventionelle Anlagen laufen – die vorhandenen Ökostrom-Anlagen übernehmen zeitweise die Regelung. Deren Leistung lässt sich über die Leittechnik prognostizieren, planen und so steuern, dass die Dieselaggregate nur im Ausnahmefall einspringen müssen.

Als topologisches Kraftwerk wird das Wildpoldsrieder Microgrid dann folgende Systemdienstleistungen erbringen:

  • Erfüllen von Wirkleistungsvorgaben, bzw. Fahrplänen
  • Erfüllen von Blindleistungsvorgaben, bzw. Fahrplänen
  • Erbringen von vereinbarter Primär-, Sekundärregelwirkleistung
  • Ggf. Erbringen von vereinbarter Regelblindleistung oder Spannungsregelung
  • Bereitstellung von Kurzschlussleistung, Sicherstellen des Schutzes
  • Bereitstellung von Momentanreserve
  • Marktinterface
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Vollenden

Bericht aller Ergebnisse

Gemeinsam mit den Konsortialpartnern blickt Siemens zurück: Was ist gut gelaufen? Wo hat sich weiterer Entwicklungsbedarf herauskristallisiert? Und wie können die Errungenschaften aus IREN2 in anderen Anwendungsfällen genutzt werden? Umfassende Berichte und Bewertungen liefern die Antworten.

 

News & Media

Wildpoldsried – Heimat der Strompioniere

Wildpoldsried ist eine Gemeinde mit 2.500 Einwohnern. Was macht dieses Dorf für die Energiewende so einzigartig? Und was hat das IREN2-Konsortium hier, was es woanders nicht hat?

 

 

4000 MWh/Jahr Stromverbrauch
15000 MWh Windenergie
12000 t/Jahr - eingespartes CO2