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05/20/2011 14:36

Simulieren geht über probieren

Thomas von Salzen Pressestelle
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Aachener Energieforscher bekommen leistungsstärksten Echtzeitsimulator Europas

Europas und insbesondere Deutschlands Stromversorgung bekommt in den nächsten Jahren eine völlig neue Struktur. Erneuerbare Energien wie Wind, Biomasse oder Sonne sollen mit rapide wachsenden Anteilen an der Deckung des Gesamtbedarfs beteiligt werden. Der Austausch über die nationalen Grenzen hinaus wird intensiver werden. Gleichzeitig wird es immer mehr Kraftwerke mit kleineren Leistungen an dezentralen Standorten geben – bis hin zur Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage im Keller des Einfamilienhauses. Neue Speicherkapazitäten müssen in großem Umfang geschaffen und in die Versorgung eingebunden werden, um die witterungsbedingt volatile Erzeugung ausgleichen und an den tages- wie jahreszeitlich schwankenden Bedarf anpassen zu können. Dafür müssen die Übertragungs- und Verteilnetze intelligenter werden – Smart Grid ist hier das Stichwort.
„Mit traditionellen Systemen der Stromübertragung und -verteilung kommt man angesichts solch komplexer Aufgabenstellungen nicht weit“, erklärte Prof. Ph.D. Antonello Monti vom Institute for Automation of Complex Power Systems (ACS) des E.ON Energy Research Centers (E.ON ERC). „Die Stromversorgung der Zukunft verlangt nach automatisierten Steuerungen, die eine Echtzeit-Kommunikation zwischen den Knotenpunkten des Netzwerks ermöglichen. Erst dann kann das komplexe System innerhalb von Sekundenbruchteilen automatisch auf veränderte Einspeise- und Nutzungsbedingungen reagieren. Wir sind froh, dass wir hier am Aachener Energieforschungszentrum bei der Entwicklung entsprechender Lösungen ab sofort mit dem leistungsfähigsten Echtzeitsimulator Europas arbeiten können.“
Mithilfe dieses neuen Real Time Digital Simulators (RTDS) lassen sich elektrische Übertragungs- und Verteilnetze perfekt simulieren. ACS wird damit in die Lage versetzt, theoretische Überlegungen in eine „virtuelle Praxis“ umzusetzen und eingehend zu überprüfen, bevor es an die technisch aufwendige und teure Umsetzung in reale Anlagen geht. Unterschiedlichste Varianten des Netzausbaus und der Netzsteuerung können so praxisnah getestet und teure Fehlinvestitionen vermieden werden.

Professor Monti und sein Team werden den Echtzeitsimulator in wichtigen laufenden und geplanten Forschungsprojekten einsetzen. Die Einflüsse von Strom aus Windenergie auf das Versorgungsnetz werden beispielsweise in enger interdisziplinärer und fakultätsübergreifender Zusammenarbeit mit zahlreichen weiteren Instituten der RWTH Aachen untersucht. Die Koordination liegt in diesem Fall bei Prof. Dr.-Ing. Georg Jacobs vom RWTH-Institut für Maschinenelemente und Maschinengestaltung. Gemeinsam mit seinem E.ON-ERC-Kollegen Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller, der das Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate leitet, wird Professor Monti mit dem neuen RTDS auch in die Untersuchungen zur „InnovationCity Bottrop“ eingebunden. Ziel ist es hier, einen repräsentativen Stadtteil durch den Einsatz innovativer Techniken und Projekte zum Effizienz- und Klimavorbild für andere Städte zu entwickeln. Schwerpunktthemen sind die Erhöhung der Energieeffizienz und der Einsatz neuer Energieträger, um den Kohlendioxid-Ausstoß zu mindern. Und in Kooperation mit dem Team von Prof. Dr.-Ing. Rik W. De Doncker, Direktor des E.ON ERC und Leiter des Institute for Power Generation und Storage Systems, wollen die ACS-Wissenschaftler mithilfe des neuen Echtzeitsimulators untersuchen, ob und wie sich das bestehende Wechselstromnetz mit Gleichstromnetzen kombinieren oder gar durch diese ersetzen lässt.
Möglich wurde die Anschaffung des neuen Real Time Digital Simulators durch die Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der E.ON AG. 50 Prozent der 1,4 Millionen Euro betragenden Anschaffungskosten des RTDS hat die DFG übernommen, die andere Hälfte plus 300.000 Euro für die ergänzende Ausstattung des Labors – insgesamt also eine Million Euro – werden aus den Mitteln bestritten, die das Düsseldorfer Energieversorgungsunternehmen für diese erfolgreiche Public Private Partnership aus Wirtschaft und Wissenschaft zur Verfügung stellt.
Kontakt: press-office@eonerc.rwth-aachen.de

Das E.ON Energy Research Center
Das E.ON Energy Research Center der RWTH Aachen ist das Ergebnis einer Public Private Partnership aus Wirtschaft und Wissenschaft. Zwei „Big Player“ arbeiten hier auf Augenhöhe zusammen. Die E.ON AG als einer der größten Energiekonzerne Europas hat sich mit der weit über die nationalen Grenzen hinaus renommierten Aachener Hochschule verbündet, um ein in dieser Form einmaliges Projekt zu realisieren.
Energieforschung darf sich nicht allein auf Lösungen einzelner technischer Probleme konzentrieren. Notwendig sind vielmehr umfassende interdisziplinäre Ansätze und Untersuchungen zu komplexen Problemstellungen. Dementsprechend sind die Professuren des E.ON Energy Research Centers über die vier Fakultäten Elektrotechnik und Informationstechnik, Wirtschaftswissenschaften, Maschinenbau sowie Georessourcen und Materialtechnik verteilt. Abgesehen von dieser formalen Aufteilung auf die genannten Fakultäten mit entsprechenden Lehrveranstaltungen steht in diesem Zentrum die internationale, interdisziplinäre, fakultätsübergreifende wissenschaftliche Zusammenarbeit im Vordergrund der Forschungsaktivitäten.
An der Spitze des E.ON Energy Research Centers steht Professor Rik W. De Doncker, der gleichzeitig das Forschungsgebiet „Power Generation and Storage Systems“ leitet. Die fünf Forschungsinstitute stehen gleichrangig nebeneinander und verfügen jeweils über eigenes wissenschaftliches und nichtwissenschaftliches Personal. Der Bereich „Applied Geophysics and Geothermal Energy“ wird von Professor Christoph Clauser geführt. Für das Fachgebiet „Future Energy Consumer Needs and Behavior“ zeichnet Professor Reinhard Madlener verantwortlich. Professor Dirk Müller untersucht Problemstellungen im Bereich „Energy Efficient Buildings and Indoor Climate" und Professor Antonello Monti im Bereich „Automation of Complex Power Systems“.

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Nahmen den Real Time Digital Simulator in Betrieb (von links nach rechts): Prof. Dr. ir. Rik W. De D ...
Source: RWTH Aachen University/E.ON ERC

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Criteria of this press release:
Journalists
Energy, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects, Research results
German

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