Bitte benutzen Sie einen anderen Browser

Sie nutzen einen Browser, der nicht vollständig unterstützt wird. Bitte beachten Sie, dass Darstellung und Bedienbarkeit dieser Seite möglicherweise eingeschränkt sind. Zur optimalen Nutzbarkeit empfehlen wir den Download eines unterstützten Browsers in der neuesten Version:

Internet Explorer, Chrome Browser, Firefox Browser, Safari Browser

Mit dem aktuellen Browser fortfahren

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.

image

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
image

Die Bürger von Wildpoldsried

Seit den 1990er Jahren engagiert sich Wildpoldsried für nachhaltige Energiesysteme.
In dieser Zeit hat sich Wildpoldsried von einer einfachen Gemeinde zum international renommierten Energiedorf entwickelt. Auch durch die beiden Siemens Projekte IRENE und IREN2.
Das alles würde aber nicht ohne die Bürger aus Wildpoldsried funktionieren. Von Beginn an haben alle hier diese Entwicklung mit voran getrieben.
Hier stellen der Bürgermeister Arno Zengerle, der Energiewirt Wendelin Einsiedler und der Strompionier Günter Mögele ihre Gemeinde vor.

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:

Die Funktionsweise

Modernste Technik

Bevor das Netz in Wildpoldsried als Inselnetz und Topologisches Kraftwerk betrieben wird, testen unsere Experten alle Funktionen auf Herz und Nieren. Hier beschreiben sie, wie die Lösungen funktionieren.

Ein topologisches Kraftwerk erbringt Systemdienstleistungen für das überlagerte Stromnetz. Wie das Konzept funktioniert, erklärt Senior Key Expert Markus Reischböck.
Topologisches Kraftwerk
Ein topologisches Kraftwerk erbringt Systemdienstleistungen für das überlagerte Stromnetz. Wie das Konzept funktioniert, erklärt Senior Key Expert Markus Reischböck.
Die Siemens Microgrid Automatisierungslösung bietet einen effizienten, stabilen und vollautomatischen Betrieb von Inselnetzen. Eine der Funktionalitäten ist der Schwarzstart (Blackstart) nach einem Ausfall. Wie das funktioniert, erklärt Solution Manager Jeremy Wiles.
Schwarzstart (Blackstart)
Die Siemens Microgrid Automatisierungslösung bietet einen effizienten, stabilen und vollautomatischen Betrieb von Inselnetzen. Eine der Funktionalitäten ist der Schwarzstart (Blackstart) nach einem Ausfall. Wie das funktioniert, erklärt Solution Manager Jeremy Wiles.
Solution Manager Jeremy Wiles erklärt wie die Siemens Microgrid Automatisierungslösung den Betrieb eines Inselnetzes steuert und optimiert.
Inselbetrieb
Solution Manager Jeremy Wiles erklärt wie die Siemens Microgrid Automatisierungslösung den Betrieb eines Inselnetzes steuert und optimiert.
Microgrids können vom überlagerten Netz abgekoppelt werden, sollte die Gefahr eines Ausfalles bestehen. Senior Key Expert Markus Reischböck erklärt wie das passiert und wie das Inselnetz nach der Gefahrensituation wieder rücksynchronisiert wird.
Inselnetzbildung und Rücksynchronisierung
Microgrids können vom überlagerten Netz abgekoppelt werden, sollte die Gefahr eines Ausfalles bestehen. Senior Key Expert Markus Reischböck erklärt wie das passiert und wie das Inselnetz nach der Gefahrensituation wieder rücksynchronisiert wird.

Vor Ort in Wildpoldsried

Der interaktive Technik-Stadtplan

Wo genau in Wildpoldsried kommt welche Technik zum Einsatz? Dieser interaktive Stadtplan zeigt es.

IREN2
  • Notstromaggregat

    Notstromaggregat

    Herkömmliche Stromnetze werden bisher nahezu ausschließlich durch rotierende Generatoren versorgt. Der Wegfall von Großkraftwerken führt in der Zukunft zu immer weniger rotierender Masse im Netz und damit geringerer Stabilität. Der Einsatz des Aggregates ist planbar; damit kann die schwankende Energieerzeugung aus Wind und Sonne ausgeglichen werden. Zusätzlich wird bei Versuchen in IREN2 die Versorgungssicherheit für die Verbraucher gewährleistet.

    Leistung: 500 kVA
  • Lastbank

    Lastbank

    Unter einer Lastbank versteht man einen steuerbaren Verbraucher bestehend aus ohmschen Widerständen, die eine variable Last nachbilden. Diese Komponente wird dazu eingesetzt, das Netz gezielt zu belasten. Die Reaktionen einzelner Systemkomponenten, wie zum Beispiel des Batteriespeichers, aber auch des Gesamtsystems werden durch den Einsatz der Lastbank untersucht und optimiert.

    Leistung: 0 bis 150 kW, einstellbar
  • Wetterstation

    Wetterstation

    Die Wetterstation befindet sich am Wildpoldsrieder Sportplatz. Sie hilft, den zu erwartenden Stromertrag der Wind- und Photovoltaikanlagen besser einzuschätzen.
  • Dieselgenerator

    Dieselgenerator

    In einem Inselnetz muss die Versorgung mit elektrischer Energie auch in Zeiten niedriger regenerativer Stromerzeugung jederzeit gewährleistet sein. Erzeuger, die mit nachhaltigen Brennstoffen betrieben werden, sind – ebenso wie Wind und Sonne – ein wichtiger Baustein der Energiewende. Dazu wird ein Dieselgenerator mit Pflanzenölbetrieb eingesetzt. Der Einsatz dieser Komponente ist planbar, da die Verfügbarkeit nicht von den Wetterverhältnissen abhängig ist.

    Dauerleistung: 90 kVA
  • Intelligente Ortsnetzstation Salzstraße

    Intelligente Ortsnetzstation Salzstraße

    In der Ortsnetzstation werden 20.000 Volt Mittelspannung auf Niederspannung transformiert und so Haushalte mit Strom versorgt. Große erneuerbare Erzeuger werden angeschlossen, und die Leistung über den Transformator ins Netz gespeist. In der Station IRENE werden wichtige Komponenten wie der Batteriespeicher und die Umrichterkopplung mit dem elektrischen Netz verbunden. So kann der jeweils gewünschte Schaltzustand für die Versuche im Forschungsprojekt IREN2 hergestellt werden.
  • Bürocontainer

    Bürocontainer

    Damit bei dem Projekt IREN2 alles nach Wunsch läuft, sind nicht nur viele technische, sondern auch organisatorische Herausforderungen zu meistern. Alle notwendigen Büroarbeiten werden in einem speziell eingerichteten Container abgewickelt.
  • Batteriespeicher

    Batteriespeicher

    Der stationäre Batteriespeicher mit modernster Lithium-Ionen-Technologie kann in Zeiten hoher regenerativer Stromerzeugung elektrische Energie puffern und später wieder ins Netz zurückspeisen. Dies ist vor allem in einem entkoppelten Inselnetz notwendig, um das Gleichgewicht zwischen Verbrauch und Erzeugung herzustellen und somit einen stabilen Betrieb des Netzes jederzeit zu gewährleisten.

    Dauerleistung: 240 kVA (300 kVA kurzzeitig)
    Energie: 160 kWh
  • Microgrid Controller

    Microgrid Controller

    Der Microgrid Controller ist das Gehirn des Microgrids – sowohl im Inselnetzbetrieb als auch angekoppelt an ein Versorgungsnetz. Er überwacht alle Systemeinheiten, erkennt Ausfälle, ermöglicht Schwarzstart und automatisiert den Netzbetrieb beim Abkoppeln und bei der Rücksynchronisation. Darüber hinaus regelt er die Speichereinheiten und ihre Ladestände und fährt automatisch Notstromaggregate an. Im Inselnetzbetrieb steuert und balanciert der Microgrid Controller die Erzeugungseinheiten aus (Sekundärsteuerung). Ist das Microgrid angekoppelt, ist er außerdem in der Lage, Wirk- und Blindleistungslieferung für das übergeordnete Netz zu regeln.
  • Umrichterkopplung

    Umrichterkopplung

    Die Umrichterkopplung ermöglicht die Übertragung elektrischer Leistung in das Versuchsgebiet von IREN2 als auch umgekehrt. Diese leistungselektronische Komponente kann wie eine Photovoltaik-Anlage, wie ein Energiespeicher oder auch wie ein Verbraucher eingesetzt werden. Beliebige Szenarien mit hoher Dynamik sind damit praktisch simulierbar. Die für viele Versuche notwendigen Situationen können jederzeit und unabhängig von äußeren Einflüssen, wie zum Beispiel vom Wetter, erzeugt werden.

    Dauerleistung: 500 kVA
  • Trafostation IRENE

    Trafostation IRENE

    In der Ortsnetzstation werden 20.000 Volt Mittelspannung auf Niederspannung transformiert und so Haushalte mit Strom versorgt. Große erneuerbare Erzeuger werden angeschlossen, und die Leistung über den Transformator ins Netz gespeist. In der Station IRENE werden wichtige Komponenten wie der Batteriespeicher und die Umrichterkopplung mit dem elektrischen Netz verbunden. So kann der jeweils gewünschte Schaltzustand für die Versuche im Forschungsprojekt IREN2 hergestellt werden.
  • Leittechnik

    Leittechnik

    Die Leittechnik für IREN2 befindet sich im Energiehotel „Kultiviert“ in Wildpoldsried. Der Controller steuert alle Anlagen unter Nutzung intelligenter Technologien und Algorithmen. Das garantiert das optimale Zusammenspiel und das bestmögliche Monitoring aller eingesetzten Elemente und damit maximale Verfügbarkeit des Gesamtsystems.
  • Regelbarer Ortsnetztrafo

    Regelbarer Ortsnetztrafo

    Ortsnetztransformatoren transportierten früher lediglich die Energie aus den höheren Spannungsebenen zu den Haushalten. Diese "Einbahnstraße" wird heute mit Gegenverkehr belegt, da in Zeiten hoher erneuerbarer Erzeugung die Energie auch zurück fließt. Regelbare Ortsnetztransformatoren (RONT) können durch Änderung ihres Übersetzungs- Verhältnisses diesen unterschiedlichen Betriebssituationen gerecht werden und so die Spannung im zulässigen Band halten.

    Stufung Niederspannungs-Seite über Leistungselektronik, 5 Stufen
    Leistung: 400 kVA
  • Kommunale Photovoltaikanlagen

    Kommunale Photovoltaikanlagen

    Wildpoldsried hat ca. EUR 1,5 Mio. in Photovoltaik- und – in geringerem Maße – in Windkraftanlagen investiert. Auf praktisch jedem gemeindlichen Gebäude stehen Photovoltaik-Anlagen. Die erwirtschafteten Erträge werden für soziale Projekte eingesetzt, die der Jugend und den Senioren der Gemeinde zu Gute kommen.
  • Kirchturm mit Richtfunk

    Kirchturm mit Richtfunk

    Richtfunksysteme sind Funksysteme zur Übertragung von Informationen zwischen festen Standorten. Die Verbindung in Wildpoldsried besteht zwischen Kirchturm und Ortsnetzstation.
  • Photovoltaik-Anlage eines Einwohners aus Wildpoldsried

    Photovoltaik-Anlage eines Einwohners aus Wildpoldsried

    In einer Photovoltaik-Anlage wandeln Solarzellen einen Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie um. Übliche Photovoltaikanlagen auf Häuserdächern leisten vom niedrigen einstelligen kW-Bereich, während auch gewerblichen Dachanlagen einige MW erzeugt werden.
  • Die Biogasanlage eines Wildpoldsrieder Strompioniers

    Die Biogasanlage eines Wildpoldsrieder Strompioniers

    Biogasanlagen dienen der Erzeugung von Biogas durch Vergärung von Biomasse. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden meist tierische Exkremente wie Gülle und Festmist sowie Energiepflanzen als Substrat eingesetzt. Dieser Wildpoldsrieder Bürger engagierte sich zunächst in der Erzeugung von Windenergie und ergänzte seinen Strommix dann um Biogas und später auch um Photovoltaik.
  • Das Blockheizkraftwerk eines Bürgers aus Wildpoldsried

    Das Blockheizkraftwerk eines Bürgers aus Wildpoldsried

    Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Es kann auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz eingespeist werden. Sie nutzt dafür das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung: Strom und Wärme werden gleichzeitig erzeugt.
  • Windkraftanlagen

    Windkraftanlagen

    16.800 MWh leisten die Wildpoldsrieder Windkraftanlagen im Jahr.

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

image

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.

image

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.

image

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.

image

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
image

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

Besuchen Sie uns
Terminvereinbarung