Auf die Plätze, fertig, Energiewende!

Start des Forschungsprojekts Fit4eChange

Das vom Land NRW unterstützte SPIN (Spitzencluster Industrielle Innovationen) hat ehrgeizige Ziele: Einen wichtigen Beitrag zur Einhaltung der Pariser Klimaziele möchte die Allianz aus Industrie, Energiewirtschaft, Digitaltechnologie und Forschungseinrichtungen der Metropolregion Ruhr leisten und die industrielle Digitalisierung vorantreiben. Ein entscheidender Meilenstein auf dem Weg dorthin wurde nun erreicht: Mit insgesamt acht Millionen Euro fördert das Land NRW fünf Forschungsprojekte des SPIN. Turck duotec ist einer der Partner beim Projekt Fit4eChange, das die Verteilnetze fit für die Energiewende macht.

Das Pariser Klimaabkommen von 2015 sieht eine Begrenzung der Erderwärmung auf unter zwei Grad gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter vor. Für die Bundesrepublik Deutschland bedeutet das, die Stromnetze auf eine zunehmende Einspeisung von dezentralen Erzeugern wie Photovoltaik-Anlagen oder Mikro-Blockheizkraftwerken vorzubereiten. Das gilt insbesondere für die überwiegend in den 1970er Jahren errichteten Niederspannungsverteilnetze, die erzeugte Energie an die Endverbraucher leiten. Das Forschungsprojekt Fit4eChange verfolgt das Ziel eines intelligenten Lastenmanagements für diese Netze. Am Projekt beteiligt sind das Fraunhofer IMS (Duisburg), die Duisburger Versorgungs- und Verkehrsgesellschaft mbH, die ELE Verteilnetz GmbH (Gelsenkirchen), die grandcentrix GmbH (Dortmund), die Turck duotec GmbH (Halver) sowie die Vodafone GmbH (Düsseldorf).

Von der reinen Verteilung zu dynamischen Lasten

Übergabe der Förderbescheide für Fit4eChange
Arthur Rönisch (Turck duotec) und Gerd vom Bögel (Fraunhofer IMS) nehmen von NRW Wirtschafts- und Energieminister Prof. Dr. Andreas Pinkwart den Förderbescheid für das Projekt Fit4eChange entgegen

Die Energiewende wird die Stromflüsse in den Stromverteilnetzen deutlich verändern und zu dynamischen Schwankungen führen. Die vorhandenen Strukturen lassen sich aber nur dann optimal ausschöpfen, wenn sie für einen dynamischen Lastenbetrieb ausgerichtet sind. Auf diese Weise lassen sich auch Vorhersagen zum Nutzungsverhalten machen und die Voraussetzungen für eine smarte Steuerung von Ladestationen in der boomenden E-Mobilität schaffen. Die Digitalisierung der Stromverteilung ist dazu unumgänglich.

Die bestehenden Niederspannungsverteilnetze sind als reine Versorgungseinheiten ausgelegt. Die Stromnetzbetreiber sind daher heute nicht in der Lage, die Auslastung dieser Netze exakt zu benennen. Um sie optimal zu nutzen und verlässliche Vorhersagen zu machen, müssen sie entsprechend ausgerüstet sein. Im Forschungsprojekt Fit4eChange wird dazu ein intelligentes Lastenmanagement auf der Basis eines vernetzten Sensorsystems erforscht. Die von Turck duotec zu entwickelnden Sensoren geben Auskunft über den Zustand von z.B. Transformatoren, Kabelverteilschränken, Leitungen oder Muffen. Der Bedarf an erforderlichen Messfühlern für die vernetzte Sensorik ist enorm. Eine Großstadt wie Köln mit rund 4.000 Transformatoren und 17.000 Kabelverteilern benötigt allein 200.000 Sensoren. Hoch gerechnet auf das gesamte bundesweite Verteilnetz ergibt sich ein Gesamtbedarf von über 15 Millionen Sensorsystemen. Richtet man den Blick über die Ländergrenzen hinaus und betrachtet alle Staaten der EU, ist das Anwendungspotenzial gigantisch.

Turck duotec unterstützt Energiewende mit smarten Sensoren

Daraus ergeben sich folgende Anforderungen: Die Sensoren müssen kostengünstig und wartungsfrei sein. Solche Stromdetektoren sind derzeit am Markt nicht verfügbar. Ziel ist es, Sensoren zu entwickeln, die batteriefrei arbeiten, ihren Energiebedarf mittels Energy Harvesting decken und nach dem Plug-and-Work-Prinzip funktionieren. Die beschriebenen Aufgaben sollen mittels Sensorik im Internet of Things (IoT) gelöst werden und nutzen das zunehmend und fast flächendeckend verfügbare LPWAN (Low Power Wide Area Network). Es werden preiswerte, hoch integrierte Sensoren entwickelt, die sich einfach als Retrofit während des Betriebes installieren lassen. So ausgerüstet sind die deutschen Stromverteilnetze nicht nur fit genug für die Energiewende, sondern werden den Weg für die Klimaneutralität bereiten.

Weitere Informationen zum Projekt [...]

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