Progressus-Projekt zeigt Weg zu resilienten Stromnetzen auf
Das 22 Teilnehmer zählende Progressus-Projekt lief seit April 2020 über insgesamt drei Jahre. Als Kernresultat halten die Beteiligten fest, dass bestehende Stromnetze „mit einem intelligenten Management von Stromlasten und -quellen ertüchtigt werden können, um den wachsenden Anteil grüner Energie zu bewältigen“. Entwickelt hat das Konsortium unter anderem eine Lösung, die es erlaubt, zehn- bis 15-mal mehr Ladestationen für Elektroautos an einem Netzanschluss zu betreiben. Außerdem präsentiert das Progressus-Team einen Ansatz, um Strom von der Erzeugung bis zum Verbrauch nachzuverfolgen.
Doch der Reihe nach: Das Projekt widmete sich grundsätzlich drei Herausforderungen bei der Realisierung intelligenter Stromnetze der nächsten Generation: der effizienten Energieumwandlung, dem intelligenten Energiemanagement und der sicheren Überwachung – vor allem im Kontext des wachsenden E-Auto-Absatzes.
Dem von Infineon koordinierten Projektkonsortium gehörten 22 Partner aus fünf europäischen Ländern an, konkret aus Deutschland, den Niederlanden, Spanien, Italien und der Slowakei. Die Entwicklung von künftigen Smart-Grid-Lösungen forcierten die Beteiligten vor allem mit Blick auf die kommenden, hohen Leistungsanforderungen von ultraschnellen DC-Ladestationen für Elektrofahrzeuge und das bidirektionale Laden.
Ziel des Projekts war es, zukünftige Smart-Grid-Lösungen zu erforschen, zu entwerfen und zu entwickeln, die sich mit minimalen Investitionen in bestehende Smart-Grid-Architekturkonzepte integrieren lassen. Aus Deutschland beteiligten sich neben der Konsortialführerin Infineon Technologies AG die Unternehmen Ceus UG, devolo AG, Mixed Mode GmbH sowie die TH Köln und die Friedrich Alexander Universität Erlangen-Nürnberg.
Konkret erforschten und testeten die Beteiligten effiziente Leistungswandler, die Verluste minimieren und Batteriespeicher sowie erneuerbare Energieträger wie Photovoltaik einbinden. „Die Wandler integrieren ultraschnelle Sensoren und SiC MOSFETs, die mit deutlich höherer Geschwindigkeit geschaltet werden können. Deshalb können sie in einem neuen, innovativen Lademanagement für Batterie-elektrische Fahrzeuge zum Einsatz kommen, das den Spitzenstromverbrauch auf Standortebene um bis zu 90 Prozent senkt, ohne dabei die Ladezeiten wesentlich zu erhöhen“, resümiert Infineon. Alternativ lasse der intelligente Lade-Algorithmus wie oben erwähnt zehn- bis 15-mal mehr Ladestationen am selben Netzanschluss zu.
Zur Entlastung der Stromnetze kann den Projektinitiatoren zufolge auch das gemeinsame Energiemanagement von mehreren Gebäuden beitragen. ImZuge von Progressus wurde ein solches Energiemanagementsystem auf Basis realer Daten von 16 Gebäuden mit Photovoltaikanlagen und Energiespeichersystemen simuliert. Das Ergebnis: Die Spitzenlast der Stromnachfrage aus dem öffentlichen Netz könnte durch ein solches gemeinsames Energiemanagement um bis zu 80 Prozent im Durchschnitt gesenkt werden, ohne die Anforderungen der Verbraucher zu vernachlässigen, heißt es. Dieser Wert für den untersuchten Fall hänge dabei von der Jahreszeit, den Wetterbedingungen und der Auslegung der PV- und Speichersysteme ab.
„Dekarbonisierung und Elektrifizierung gehen Hand in Hand. Damit unsere Stromnetze die wachsenden Strommengen und die Schwankungen in Angebot und Nachfrage von Strom bewältigen können, müssen sie leistungsfähiger und stabiler werden. Dafür brauchen wir neue Lösungen“, betont Thomas Zollver, Senior Vice President Technology & Innovation der Division Connected Secure Systems von Infineon. „Das gemeinsame Forschungsprojekt PROGRESSUS konnte eine ganze Reihe von Technologien entwickeln, die unsere vorhandenen Netze resilienter machen können. Es leistet damit einen wichtigen Beitrag, unser modernes Leben von fossilen Energieträgern zu lösen und unser Klima für kommende Generationen zu schützen.“
Das Projekt verfügte über ein Gesamtbudget von knapp 20 Millionen Euro, wobei aus EU-Mitteln im Zuge des Programms Horizon 2020 5,79 Millionen Euro übernommen wurden. Weitere Zuschüsse stammten aus nationalen Fördertöpfen in Deutschland, den Niederlanden, Spanien, Italien und der Slowakei.
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