Energiewende – Wo Netzeinschränkungen den Übergang zu nachhaltiger Energie behindern – hybride erneuerbare Microgrids sind eine Lösung
Der weltweite Trend zu erneuerbaren Energiequellen setzt sich fort, da die Regierungen bestrebt sind, die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren und den vom Menschen verursachten Klimawandel zu stoppen.
Trotz des starken Anstiegs der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien behindern Netzrestriktionen aufgrund des traditionellen Netzbetriebs die Entwicklung und Integration erneuerbarer Energiequellen.
Laut Berichten der Europäischen Kommission und der Internationalen Energieagentur (IEA) wurden im Jahr 2023 zwischen 1.500 und 3.000 GW an Projekten für erneuerbare Energien aufgrund von Problemen beim Netzanschluss verzögert.
Wenn das Stromnetz zu einem Hindernis für die Integration erneuerbarer Energien in den Stromerzeugungsmix wird, sind Microgrids mit der Möglichkeit, zwischen Erneuerbaren Energiequellen und der konventionellen Stromerzeugung vor Ort zu wechseln, eine praktikable Lösung.
Von allen Veränderungen, die die globale Energiewende mit sich bringt, gehören die Dezentralisierung der Energieerzeugung und die Nachhaltigkeit zu den wichtigsten.
Das Netzdilemma
Dass die traditionellen Stromnetze den raschen Zustrom erneuerbarer Energien nicht aufnehmen können, liegt daran, dass sie für eine weitreichende Verteilung der zentralen Stromversorgung ausgelegt sind – und dass jahrzehntelang zu wenig investiert wurde.
Dies bedeutet, dass die Flexibilität für eine effiziente Nutzung verteilter, dezentraler und intermittierender erneuerbarer Energiequellen oft begrenzt ist – insbesondere dann, wenn diese Quellen Strom in abgelegenen Gebieten erzeugen, die weit von den dicht besiedelten Regionen oder Standorten entfernt sind, welche die Energie benötigen. Die Übertragung erneuerbarer Energien über große Entfernungen von abgelegenen Standorten zu städtischen oder industriellen Zentren ist mit erheblichen Übertragungsverlusten verbunden.
Microgrid-Lösungen
Microgrids sind eine intelligente Lösung, die die Energielandschaft revolutionieren wird. Lokale Netze, die autonom arbeiten oder sich mit dem Hauptnetz verbinden und von ihm trennen können, liefern unabhängige Energie und erhöhen gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit, indem sie die Infrastruktur des zentralen Übertragungsnetzbetreibers entlasten.
Es gibt viele verschiedene Arten von Microgrids. Eine sich schnell entwickelnde Form besteht jedoch aus verteilten Energieressourcen, einschließlich erneuerbarer Erzeugung und motorbasierter Energie, Energiespeicherung sowie Konditionierungs- und Stabilisierungskomponenten in einem autarken Energieökosystem.
Die Komponenten solcher Lösungen wurden von Piller in Zusammenarbeit mit den Schwesterunternehmen Bergen Engines und Marelli Motori entwickelt.
Piller baut auf seinen technologischen Fortschritten im Bereich der unterbrechungsfreien Stromversorgung auf, indem es sein Knowhow und seine Markterfahrung aus großen Stromversorgungsprojekten in der Industrie, auf dem Campus und in Rechenzentren auf der ganzen Welt auf die netzunabhängige Stromerzeugung überträgt.
Die Integrated Power Conditioning & Switching Technologie (IPCS) von Piller dient als Leistungsstabilisierungs- und Spannungsregelungseinheit, die mit der Stromerzeugung oder einer erneuerbaren Energiequelle verbunden ist.
Bestehend aus vier USV-Modulen der UB-V-Serie von Piller mit einer Leistung von 2,5 MW, die über eine einzige 10-MW-Drossel mit dem Leistungsmodul verbunden sind, wird die konditionierte Leistung dann je nach Bedarf verteilt und erreicht bis zu 10 MW pro IPCS-Modul.
Das Microgrid-Energiekonzept von Piller nutzt das Power of 10-Modell, das auf skalierbaren, wasserstofftauglichen 10-MW-Aggregaten mit mittlerer Drehzahl von Bergen und integrierten Generatoren von Marelli Motori basiert, die als Einheiten konzipiert sind, die parallel geschaltet werden können, um in 10-MW-Modulen von 30 MW bis 300 MW zu skalieren.
Dieses standardisierte System, das aus modularen Komponenten besteht, kann in Verbindung mit variablen erneuerbaren Energiequellen entweder unabhängig oder in Verbindung mit bestehenden Netzen verwendet werden.
Die fortschrittlichen Funktionen der UB-V-Serie von Piller ermöglichen einen bidirektionalen Energiefluss, der die Rückspeisung von Energie in das Netz oder die Übertragung von Energie aus alternativen Energiequellen innerhalb eines Microgrids erleichtert.
Piller arbeitet eng mit dem norwegischen Unternehmen Bergen Engines, früher bekannt als Rolls-Royce Bergen Engines, und dem italienischen Unternehmen Marelli Motori zusammen, um diese vielseitigen und modularen Microgrid-Energielösungen anzubieten.
Schnellere Bereitstellung
Durch den Einsatz von Microgrids in Gebieten mit Netzeinschränkungen kann die Erzeugung von erneuerbarer Energie den lokalen Bedarf unabhängig decken, indem Strom vor Ort erzeugt wird. Solche Microgrids ermöglichen den Ausbau erneuerbarer Energien und tragen dazu bei, die Grenzen der alternden Netzinfrastruktur zu überwinden.
Microgrid-Projekte von industriellen Großverbrauchern gehen immer mehr in Richtung Vor-Ort-Stromerzeugung. Praktische Fortschritte im Bereich des Stromversorgungsschutzes und der Aufbereitung der Stromversorgung machen die Möglichkeit der Energieunabhängigkeit für Großverbraucher zur Realität. Dieser Trend markiert einen Paradigmenwechsel, bei dem die Industrie vom reinen Verbraucher zum aktiven Erzeuger nachhaltiger Energie werden kann. Da energieintensive Verbraucher die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit einer unabhängigen Energieversorgung suchen, gehen wir davon aus, dass immer mehr Microgrids auf der Fähigkeit basieren werden, zwischen verschiedenen Energiequellen zu wechseln – insbesondere einer Mischung aus erneuerbaren Energien und Wasserkraft.
Einem Bericht der IEA zufolge müssen weltweit jährlich mehr als 600 Milliarden US-Dollar in Energienetze investiert werden, um die globalen Klima- und Energieziele bis 2030 zu erreichen. Die Modernisierung der Netzinfrastruktur und die Entwicklung fortschrittlicher Technologien zur Energiespeicherung und -übertragung erfordern einen hohen Kapitaleinsatz.
Gleichzeitig ist die Förderung des Einsatzes von Microgrids ein notwendiger strategischer Schritt. Durch die Dezentralisierung der Energieerzeugung entlasten Microgrids das Übertragungsnetz und fördern die schnellere Integration erneuerbarer Energien. Darüber hinaus erhöhen sie die Widerstandsfähigkeit gegen Ausfälle und Störungen und gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung in bestimmten Gebieten.
Piller arbeitet eng mit Organisationen, nationalen Regierungen und Regulierungsbehörden zusammen, um politische Maßnahmen zu beschleunigen, die Investitionen in nachhaltige Energieinfrastrukturen fördern, Anreize für die Entwicklung von Microgrids und die Netzmodernisierung schaffen und die Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbarer und sauberer Energietechnologien vorantreiben. Wir glauben, dass hybride erneuerbare Microgrids eine wichtige Rolle für eine saubere Energiezukunft spielen werden.
Über Piller
Piller wurde 1909 von dem Ingenieur Anton Piller in Hamburg gegründet. Piller beschäftigt weltweit rund 1000 Mitarbeiter und hat seinen Hauptsitz in Osterode am Harz, mit Niederlassungen in Europa, Amerika, Asien und Australien. Piller engagiert sich für nachhaltige Zukunftslösungen im Bereich der anwendungskritischen Stromversorgung und Energiespeicherung.
Die Piller-Gruppe ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft des multidisziplinären, weltweit tätigen britischen Maschinenbau- und Industriekonzerns Langley Holdings plc und ist Teil der Langley Holdings‘ Power Solutions Division.
