Windenergie stellt in der Elektroenergieversorgung Deutschlands seit vielen Jahren den größten Anteil erneuerbarer Energien. Im Jahr 2020 war Wind die Energiequelle mit dem größten Anteil an der gesamten Energieerzeugung. Bislang wurde Strom von erneuerbaren Energien in ein Netz integriert, in dem der größte Teil der Leistung durch konventionelle Kraftwerke (Kohle- und Atomkraftwerke) bereitgestellt wurde. Mit dem schrittweisen Abschalten dieser Erzeuger entfallen auch die zur Netzstabilisierung genutzten rotierenden Massen (Momentan-Reserve). In konventionellen Kraftwerken können diese kurzfristig verfügbaren Leistungsreserven während eines abrupten Erzeugungsausfalls oder einer plötzlichen Zunahme der Verbraucherlast im elektrischen Netz die benötigte Leistung zur Verfügung stellen. Diese Netzdienstleistungen müssen zukünftig mehr und mehr durch regenerative Energiequellen selbst erbracht werden.
Dort setzt das Forschungsverbundprojekt „NextWIND“ an: Durch die Integration und Nutzung von Energiespeichern in Windenergieanlagen sollen die oben genannten Netzdienstleistungen zukünftig zuverlässig und kosteneffizient durch Windenergieanlagen erbracht werden können. Dafür muss auch die Arbeitsweise des Windumrichters von einem netzfolgenden zu einem netzbildenden Betrieb weiterentwickelt werden. Eine Windenergieanlage mit integriertem Energiespeicher und einem Umrichter, welcher mit einer netzbildenden Regelung ausgestattet ist, kann somit als Spannungsquelle in einem Stromnetz fungieren. Dies bedeutet, dass derartige Windenergieanlagen nicht nur in der Lage sind, wie bisher elektrische Energie in ein bestehendes elektrisches Netz einzuspeisen sondern zukünftig auch ein elektrisches Netz aufbauen und dieses durch die hochdynamische Bereitstellung von Wirk- und Blindleistung stabilisieren können.
Darüber hinaus muss das neuartige System den starken Belastungsschwankungen aufgrund der häufig wechselnden Windverhältnisse über viele Jahre standhalten. In dem Projekt „NextWIND“ werden Lösungen entwickelt, die dabei helfen sollen, die angestrebten Netzdienstleistungen kostengünstig in einem weiten Betriebsbereich bei gleichzeitiger Robustheit gegenüber Fehlern sicherzustellen.
Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramm „Innovationen für die Energiewende“ mit insgesamt 1,8 Millionen Euro gefördert.
Quelle: TU Dresden