Smart Grids

Die Energieversorgung in Deutschland ist im Umbruch! Die Zielsetzung der Bundesregierung zur Energiewende sieht vor, den Anteil regenerativer Energien am Bruttostromverbrauch von knapp 30% im Jahr 2016 auf mindestens 80% im Jahr 2050 zu steigern. Gleichzeitig wird der Ausstieg aus der Kernenergienutzung bis 2022 angestrebt. Konkret bedeutet dies die Umstellung eines gewachsenen und etablierten, zentralen Energieversorgungssystems auf ein dezentrales Energieversorgungssystem mit hohem Anteil regenerativer Energien. Für letzteres gibt es weltweit keine beispielhafte Vorlage!

Im Gegensatz zu konventionellem Atom- und Kohlestrom ist die Stromproduktion aus regenerativen Energiequellen sehr stark abhängig von der aktuellen Wetterlage, die je nach Einzugsgebiet deutliche Unterschiede aufweisen kann. Elektrische Verbraucher wollen aber auch dann mit Strom versorgt werden, wenn einmal die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Es ist daher die Kunst, auch in Zukunft die Erzeugung und den Verbrauch elektrischen Stroms jederzeit exakt aufeinander abzustimmen.

Eine exakte Abstimmung von Erzeugung und Verbrauch kann nur dann gelingen, wenn beide Bereiche ein Mindestmaß an Flexibilität aufbringen: Das heißt, Erzeugung und Verbrauch können je nach Bedarf zu- oder abgeschaltet werden. Dies ist das Aufgabengebiet von intelligenten Netzen – so genannten Smart Grids!

Zum einen sollen Smart Grids in Zukunft durch intelligente Netztechnik für einen reibungsfreien räumlichen Ausgleich der Energieflüsse zwischen Erzeuger und Verbraucher sorgen und zum anderen durch das Steuern flexibler Erzeuger, Lasten und Speicher die zeitliche Abstimmung gewährleisten. Möglich wird dies durch die zunehmende Vernetzung der beteiligten Akteure, wie z.B. Netzbetrieb, regenerative Erzeuger, Smart Home und Industrie 4.0.

Im Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Hochschule Mittelhessen sind Smart Grids fester Bestandteil der Forschung und Lehre. Eine breite Einführung in das Thema "Smart Grids und Energiespeicher" gibt die gleichnamige Vorlesung, welche für Studierende des Bachelorstudiengangs „Elektrische Energietechnik für regenerative Energiesysteme“ als Pflichtveranstaltung und für Studierende des Bachelorstudiengangs „Elektrotechnik und Informationstechnik“ als Wahlpflichtfach angeboten wird. Vorlesungsbegleitende Labore und zahlreiche Kontakte zur Industrie und Netzbetreibern vermitteln und ermöglichen den Studierenden wertvolle Praxiserfahrung.

Mit dem Institut für Leistungselektronik und Elektrische Anlagen ist der Fachbereich Teil eines hochschulübergreifenden wissenschaftlichen Zentrums, welches Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Elektrischen Energietechnik bündelt. Im Fokus des Instituts stehen insbesondere die Themen Netzanbindung regenerativer Energiequellen, Wirkungsgradverbesserung der leistungselektronischen Umformer zur Netzeinspeisung, Verbesserung der Netzintegration durch Beiträge zur Netzregelung und Netzstabilisierung.