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Fraunhofer Testzentrum für intelligente Netze und Elektromobilität fertig gestellt

Am 16. September 2011 wurde in Fuldatal-Rothwesten das neue Fraunhofer Testzentrum für Intelligente Netze und Elektromobilität IWES-SysTec offiziel eröffnet. Dort wird das Kasseler Fraunhofer IWES neue Betriebsmittel für intelligente Nieder- und Mittelspannungsnetze sowie Komponenten für die Elektromobilität entwickeln und testen.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. Ziel ist die Erforschung von neuartigen Optimierungsverfahren im Umfeld von Nieder- und Mittelspannungsnetzen der Verteilnetzebene. Durch Zubau von PV, Batterien, Wärmepumpen und Elektromobilität erweisen sich traditionelle Planungsprozesse für den Netzausbau als ungeeignet, weil die Flexibilitäten unberücksichtigt bleiben. In der Netzausbaustudie der DENA wird gezeigt, dass die Berücksichtigung von flexiblen Betriebsmitteln einen wesentlichen Einfluss auf die Kostenentwicklung hat. (dena-Verteilnetzstudie 2012)1. Insbesondere gilt es zu berücksichtigen, dass die Netze in Baden- Württemberg bereits seit Jahrzehnten existieren und nicht kostengünstig ausgebaut werden können. Ziel des Projektes soll sein, das bestehende Verteilnetz optimal zu nutzen, und somit die Kosten eines resultierenden Netzausbaus zu verzögern oder ganz zu vermeiden.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Konstanz, Fachgebiet Physik und Elektrotechnik durchgeführt. Das Thema des Vorhabens ist die Erforschung von neuartigen Optimierungsverfahren im Umfeld von Nieder- und Mittelspannungsnetzen der Verteilnetzebene mit dem Ziel, das bestehende Verteilnetz optimal zu nutzen, und somit die Kosten eines resultierenden Netzausbaus zu verzögern oder ganz zu vermeiden. Üblicherweise werden Optimierungsalgorithmen für einzelne Optimierungsaufgaben entwickelt und angewendet. Stattdessen soll in diesem Vorhaben die Anwendung von Optimierungsaufgaben mit mehreren Freiheitsgraden, das Zusammenspiel verschiedener Akteure bis hin zu komplexen Netzstrukturanpassungen untersucht werden. Insbesondere soll die Anwendung von neuronalen Netzen als Planungs- und Optimierungskern untersucht werden. Das Forschungsvorhaben will damit die Fortschritte zu nutzen machen, die erst in den letzten Jahren im Bereich neuronaler Netze erzielt wurden. Diese werden in anderen Bereichen der Technik bereits sehr erfolgreich angewendet. Das zu entwickelnde, neuartige Optimierungsverfahren soll, im Gegensatz zu existierenden Verfahren, auch in der Realität Ergebnisse liefern, die sofort und direkt umgesetzt werden können, sowie auch zukünftige Netzausbauplanungen unterstützen. Die Beteiligung der assoziierten Partner Siemens und Stadtwerk am See sorgt dabei für eine praxisrelevante Vorgehensweise. Die Entwicklungen zum Beispiel im Smart Grid des EU - Projektes Cossmic oder im Netz des Stadtwerk am Sees speziell im Quartier Fallenbrunnen sowie in Beispielprojekten der Siemens AG können abschließend zur praktischen Evaluierung herangezogen werden. Typische Situationen aus dem täglichen Netzgeschehen sollen verwendet werden, und die Lösung dann auch tatsächlich angewendet werden.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Fakultät Elektronik und Informatik - Elektronik , Erneuerbare Energien durchgeführt. Aufgrund der zunehmenden Integration an erneuerbaren Energien kommt es immer häufiger zu Leitungsüberlastungen im Verteilnetz und insbesondere im 110 kV-Netz. Im Projekt NEOS wird - neben der wirtschaftlichen, regulatorischen und kommunikationswissenschaftlichen Begleitforschung - die technische Machbarkeit von Speichertechnologien zur Netzentlastung unter Berücksichtigung des (n-1)- Sicherheitskriteriums als Alternative zum konventionellen Netzausbau am Beispiel Netzverstärkung Ostalbkreis untersucht. Dafür wird das Modell einer Großspeicheranlage entwickelt und in einer Simulationsumgebung für das reale 110 kV-Netz im Ostalbkreis implementiert. Anschließend werden Optimierungsalgorithmen zur Dimensionierung, Positionierung sowie dem Betrieb der Speicher entwickelt. Anhand von zeitreihenbasierten Lastflussberechnungen kann somit der Beitrag von Speichertechnologien zur Netzentlastung zunächst technisch ausgewertet werden. In einem nächsten Schritt wird der Einsatz von Speichertechnologien im untergelagerten Mittelspannungsnetz untersucht und mögliche Synergieeffekte zwischen Hochspannungs- und Mittelspannungsnetz daraus abgeleitet. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Einsätze von Speichertechnologien in einem weiteren Schritt überprüft. Abschließend wird eine Planungsgrundlage für den Speichereinsatz zur Netzentlastung entwickelt sowie die Anforderungen für einen wirtschaftlichen Betrieb mittels Sensitivitätsanalyse untersucht. Das Projekt wird während der gesamten Laufzeit kommunikationswissenschaftlich begleitet. Maßgebliches Instrument in diesem Zusammenhang sind zwei heterogene Kommunikationsgruppen, die zu den technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen (Zwischen-) Ergebnissen Feedback geben und Multiplikatorenfunktion übernehmen.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik durchgeführt. Aufgrund der zunehmenden Integration an erneuerbaren Energien kommt es immer häufiger zu Leitungsüberlastungen im Verteilnetz und insbesondere im 110 kV-Netz. Im Projekt NEOS wird - neben der wirtschaftlichen, regulatorischen und kommunikationswissenschaftlichen Begleitforschung - die technische Machbarkeit von Speichertechnologien zur Netzentlastung unter Berücksichtigung des (n-1)- Sicherheitskriteriums als Alternative zum konventionellen Netzausbau am Beispiel Netzverstärkung Ostalbkreis untersucht. Dafür wird das Modell einer Großspeicheranlage entwickelt und in einer Simulationsumgebung für das reale 110 kV-Netz im Ostalbkreis implementiert. Anschließend werden Optimierungsalgorithmen zur Dimensionierung, Positionierung sowie dem Betrieb der Speicher entwickelt. Anhand von zeitreihenbasierten Lastflussberechnungen kann somit der Beitrag von Speichertechnologien zur Netzentlastung zunächst technisch ausgewertet werden. In einem nächsten Schritt wird der Einsatz von Speichertechnologien im untergelagerten Mittelspannungsnetz untersucht und mögliche Synergieeffekte zwischen Hochspannungs- und Mittelspannungsnetz daraus abgeleitet. Darüber hinaus wird die Wirtschaftlichkeit der untersuchten Einsätze von Speichertechnologien in einem weiteren Schritt überprüft. Abschließend wird eine Planungsgrundlage für den Speichereinsatz zur Netzentlastung entwickelt sowie die Anforderungen für einen wirtschaftlichen Betrieb mittels Sensitivitätsanalyse untersucht. Das Projekt wird während der gesamten Laufzeit kommunikationswissenschaftlich begleitet. Maßgebliches Instrument in diesem Zusammenhang sind zwei heterogene Kommunikationsgruppen, die zu den technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen (Zwischen-) Ergebnissen Feedback geben und Multiplikatorenfunktion übernehmen.

Stadtwerke Bochum Holding GmbH

Die Stadtwerke Bochum Holding GmbH hat mit Datum vom 08.09.2021 die Erteilung einer Genehmigung zur wesentlichen Änderung des BHKW am Standort „Havkenscheider Straße 301“ in 44803 Bochum, beantragt. Das BHKW dient der Fernwärme- und der Stromerzeugung für das Fernwärmenetz bzw. für das Mittelspannungsnetz der Stadt Bochum.

Windpark Oldenbroker Feld V WEA 3

Kurzbeschreibung Bauleitplanung: Mit der Aufstellung des Vorhabenbezogenen Bebauungsplan Nr. 3 hat die Gemeinde Ovelgönne die Grundlage zur Errichtung von 4 Windenergieanlagen zur Erweiterung des vorhandenen Windparks Oldenbroker Feld geschaffen. Als Grundlage des hier beantragten Windenergieanlagenstandortes dient die 1. Änderung des vorhabenbezogenen Bebauungsplan Nr. 3. Die Antragsstellerin beabsichtigt im Geltungsbereich der 1. Änderung des vorhabenbezogenen Bebauungsplanes Nr. 3 entsprechend der Zweckbestimmung eine Windenergieanlage (WEA 3) zu errichten. Windenergieanlage: Die für die Errichtung und den Betrieb vorgesehene, antragsgegenständliche Windenergieanlage entspricht dem heutigen Stand der Technik und weist eine Leistung von 3,3/3,45 MW, einen Rotordurchmesser von 112 m, eine Nabenhöhe von 140 m und eine Gesamthöhe von 196 m auf. Die vorgesehene Bauwerkshöhe erfordert standardmäßig eine Kennzeichnung als Luftfahrthindernis, hier besteht die Möglichkeit auf Antrag bei der DFS eine bedarfsgerechte Befeuerung zu betreiben. Die Windenergieanlage wird entsprechend der hier eingereichten Unterlagen betrieben. Betriebseinschränkungen, die sich aufgrund der hier eingereichten Unterlagen und Gutachten ergeben, können über die Programmierung der Anlagensteuerung umgesetzt werden. Der antragsgegenständliche Windenergieanlagenstandort liegt auf nachfolgend benanntem Flurstück: WEA-Nr. 3 WEA- Typ: Vestas V 112 Leistung [MW] 3,3/3,45 Koordinaten UTM (ETRS98): Rechtsw. 32.459.091; Hochw. 5.902.357 Gemarkung: Oldenbrok Flur (Fl.): Fl. 14 Flurstück: 23 Fundamentbau: Für die Gründung der Windenergieanlage wurde auf der Grundlage eines Bodengutachtens eine statische Berechnung mit allen erforderlichen Ausführungsplänen erstellt. Aufgrund der vor Ort festgestellten Bodenverhältnisse ist das Fundament mit einer Einbindetiefe von rund 3,0 m unter GOK geplant. Für das Fundament werden zunächst Betonpfähle mit einer Länge von bis zu 19,0 m in den Untergrund eingebaut. Nachdem die Pfähle erstellt sind wird die Baugrube ausgehoben und eine stabilisierende Schicht aus Natursteinschotter eingebaut. Auf dem Schotter wird dann eine Betonsohle zur Aufnahme des Frischbetondrucks erstellt. Auf dieser Betonsohle werden dann alle erforderlichen Arbeiten zur Herstellung des Fundamentes ausgeführt. Nach der Herstellung des Fundamentes wird dieses mit Aushubboden bis zur Oberkante des Turmflansches in einer Böschungsneigung von 1:5 angefüllt. Für die Erdarbeiten ist diesem Antrag ein Aufgabenheft zur Bodenkundlichen Baubegleitung beigefügt. Die Arbeiten werden entsprechend diesem Aufgabenheft ausgeführt. Erschließung (Wegebau): Zum Erreichen der Windenergieanlage soll - um die Eingriffe in die Landschaft möglichst gering zu halten und zudem eine Beantragung weiterer Abfahrten von der Bundesstraße B212 zu vermeiden - die für den Bestandspark bereits bestehende Zuwegung (abgehend von der B212 gegenüber der Hofzufahrt Linebroker Str. 13/15) genutzt werden. Ausgehend von der bestehenden Zuwegung wird die zur Errichtung vorgesehene Windenergieanlage erschlossen. Es ist für die Erschleißung dieses Standortes nicht erfoderlich neue Wege auf privaten Ländereien anzulegen. Alle Wege zur Erschließung sind in einer Breite von ca. 4,50 m und mit einem Kurvenradius von 50,0 m ausgebaut. Es wird erforderlich für die bestehenden Wege Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit zu ergreifen. Dies ist für die Wegeabschnitte erforderlich, die bis lang noch nicht für den Schwerlastverkehr ausgebaut sind. Zusätzlich zu den Erschließungswegen ist an dem Windenergieanlagenstandort die Herstellung einer Kranstellfläche sowie weiterer Lager- und Montageflächen erforderlich. Die Kranstellfläche wird dabei – wie der Wegebau – jedoch in einer verstärkten mit Geogittern bewehrten Schottertragschicht hergestellt. Die bewehrte Schottertragschicht ist so bemessen, dass die auftretenden Kranlasten auf den Baugrund übertragen werden. Die Anlage temporärer Lager- und Montageflächen erfolgt mittels geeigneter Metallplatten und wird nach der Errichtung der Windenergieanlage wieder zurückgebaut. Hierdurch wird bewirkt, dass die versiegelten Flächen auf ein Minimum beschränkt werden. Netzanschluss und parkinterne Kabelbaumaßnahmen: Der Anschluss an das öffentliche Verteilnetz erfolgt am Umspannwerk in Brake. Hierzu wurden bereits für die in Betrieb befindlichen Anlagen eine Mittelspannungsanlage von der Übergabestattion im Windpark bis zum Umspannwerk in Brake aufgebaut. Ebenfalls auf Mittelspannungsebene wird die Windenergieanlage an die Übergabestation im Windpark angebunden. Parallel zum Mittelspannungsnetz sind Datenleitungen (z. B. LWL) für die Regelung der Windenergieanlagen verlegt. Für die hier beantragte Windenergieanlage wird eine entsprechende Datenleitung parallel zum Mittelspannungskabel zwischen der Übergabestation und der Windenergieanlage verlegt. Die Verlegung der Mittelspannungskabel erfolgt entsprechend der maßgeblichen Vorschriften (u. a. VDE-Richtlinien). Alle in Anspruch genommenen Flächen sind privatrechtlich gesichert.

Windpark Oldenbroker Feld V WEA 8

Bauleitplanung: Die Gemeinde Ovelgönne hat mit ihrer 25. Änderung des Flächennutzungsplanes eine bauleitplanerische Grundlage für die Erweiterung des Bestandsparks „Windpark Oldenbrokerfeld“ geschaffen. Die Antragsstellerin beabsichtigt im Bereich der im Flächennutzungsplan mit Zweckbestimmung „Windenergieanlagen“ bereits ausgewiesenen Sonderbaufläche (südwestlich des Bestandsparks gelegen) eine weitere Windenergieanlage (WEA 8) zu errichten. Windenergieanlage: Die für die Errichtung und den Betrieb vorgesehene, antragsgegenständliche Windenergieanlage entspricht dem heutigen Stand der Technik und weist eine Leistung von 3,3/3,45 MW, einen Rotordurchmesser von 112 m, eine Nabenhöhe von 142,5 m und eine Gesamthöhe von 198,5 m auf. Die vorgesehene Bauwerkshöhe erfordert standardmäßig eine Kennzeichnung als Luftfahrthindernis, hier besteht die Möglichkeit auf Antrag bei der DFS eine bedarfsgerechte Befeuerung zu betreiben. Die Windenergieanlage wird entsprechend der hier eingereichten Unterlagen betrieben. Betriebseinschränkungen, die sich aufgrund der hier eingereichten Unterlagen und Gutachten ergeben, können über die Programmierung der Anlagensteuerung umgesetzt werden. Der antragsgegenständliche Windenergieanlagenstandort liegt auf nachfolgend benanntem Flurstück: WEA-Nr. 8 Koordinaten UTM (ETRS98) Gemarkung: Oldenbrok, Flur 4, Flurstück 57 Rechtswert: 32.457.422 Hochwert: 5.902.366 Fundamentbau: Für die Gründung der Windenergieanlage wurde aufgrund eines Bodengutachtens eine statische Berechnung mit allen erforderlichen Ausführungsplänen erstellt. Aufgrund der vor Ort festgestellten Bodenverhältnisse ist das Fundament mit einer Einbindetiefe von 1,0 m unter GOK geplant. Die Anlage erhöht sich somit gegenüber der Standardgründung der Firma Vestas um 2,50 m. Für das Fundament werden zunächst Betonpfähle mit einer Länge von bis zu 19,0 m in den Untergrund eingebaut. Nachdem die Pfähle erstellt sind wird die Baugrube ausgehoben und eine stabilisierende Schicht aus Natursteinschotter eingebaut. Auf dem Schotter wird dann eine Betonsohle zur Aufnahme des Frischbetondrucks erstellt. Auf dieser Betonsohle werden dann alle erforderlichen Arbeiten zur Herstellung des Fundamentes ausgeführt. Nach der Herstellung des Fundamentes wird dieses mit Aushubboden bis zur Oberkante des Turmflansches in einer Böschungsneigung von 1:5 angefüllt. Für die Erdarbeiten ist diesem Antrag ein Aufgabenheft zur Bodenkundlichen Baubegleitung beigefügt. Die Arbeiten werden entsprechend diesem Aufgabenheft ausgeführt. Erschließung (Wegebau): Zum Erreichen der Windenergieanlage soll - um die Eingriffe in die Landschaft möglichst gering zu halten und zudem eine Beantragung weiterer Abfahrten von der Bundesstraße B212 zu vermeiden - die für den Bestandspark bereits bestehende Zuwegung (abgehend von der B212 gegenüber der Hofzufahrt Linebroker Str. 13/15) genutzt werden. Ausgehend von der bestehenden Zuwegung wird die zur Errichtung vorgesehene Windenergieanlage erschlossen. Alle Wege zur Erschließung werden in einer Breite von ca. 4,50 m und mit einem Kurvenradius von 50,0 m ausgebaut und - wo erforderlich - bestehende Wege entsprechend ausgebessert bzw. Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit bestehender Wege ergriffen. Zusätzlich zu den Erschließungswegen ist an dem Windenergieanlagenstandort die Anlage einer Kranstellfläche sowie weiterer Lager- und Montageflächen erforderlich. Die Kranstellfläche wird dabei – wie der Wegebau – jedoch in einer verstärkten mit Geogittern bewehrten Schottertragschicht hergestellt. Die bewehrte Schottertragschicht ist so bemessen, dass die auftretenden Kranlasten auf den Baugrund übertragen werden. Die Anlage temporärer Lager- und Montageflächen erfolgt mittels geeigneter Metallplatten und wird nach der Errichtung der Windenergieanlage wieder zurückgebaut. Hierdurch wird bewirkt, dass die versiegelten Flächen sich auf ein Minimum beschränken. Netzanschluss und parkinterne Kabelbaumaßnahmen: Der Anschluss an das öffentliche Verteilnetz erfolgt am Umspannwerk in Brake. Hierzu wurden bereits für die in Betrieb befindlichen Anlagen eine Mittelspannungsanlage von der Übergabestattion im Windpark bis zum Umspannwerk in Brake aufgebaut. Ebenfalls auf Mittelspannungsebene wird die Windenergieanlage an die Übergabestation im Windpark angebunden. Parallel zum Mittelspannungsnetz sind Datenleitungen (z. B. LWL) für die Regelung der Windenergieanlagen verlegt. Für die hier beantragte Windenergieanlage wird eine entsprechende Datenleitung parallel zum Mittelspannungskabel zwischen der Übergabestation und der Windenergieanlage verlegt. Die Verlegung der Mittelspannungskabel erfolgt entsprechend der maßgeblichen Vorschriften (u. a. VDE-Richtlinien). Alle in Anspruch genommenen Flächen sind privatrechtlich gesichert.

Entwicklung der Mess- und Schutzfunktionen und Durchführung der Systemtests

Das Projekt "Entwicklung der Mess- und Schutzfunktionen und Durchführung der Systemtests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft durchgeführt. Die Zunahme der dezentralen Einspeisung aus erneuerbaren Energien stellt vor allem Mittelspannungsnetze vor neue Herausforderungen. Diese Herausforderungen können nur mit einer Modernisierung der Netzschutz- und Netzautomatisierungsfunktionen bewältigt werden. Die Unzulänglichkeiten der aktuellen Schutz- und Leittechnik hemmen jedoch diese notwendigen Modernisierungsmaßnahmen. Denn derzeitig verfügbare Geräte sind teuer und unflexibel, da sie auf einzelne spezielle Anwendungsfälle hin entwickelten worden sind. Zudem führen sie zu großem Aufwand bei der Planung und der Instandhaltung. Es wird deshalb eine neuartige Gerätetechnik benötigt, um die Mittelspannungsnetze auf ökonomische Weise mit intelligenten Schutz- und Automatisierungsfunktionen auszustatten. Durch eine derartige Innovation wird die Schutz- und Leittechnik den aktuellen Anforderungen gerecht und gleichzeitig besser an zukünftige Bedingungen anpassbar. Das vorliegende Vorhaben implementiert ein innovatives Schutz- und Leittechniksystem, das die wesentlichen Nachteile des Stands der Technik beseitigt. Der Projektpartner TU Dortmund trägt zu diesem Ziel bei, indem er erstens das Projekt aus der Perspektive der Energiesystemtechnik wissenschaftlich begleitet und zweitens die Mess- und Schutzfunktionen entwickelt. Außerdem stellt die TU Dortmund die Prüfumgebung im Laborumfeld für die Systemtests zur Verfügung und führt diese auch durch. Dazu werden die folgenden Schritte ausgeführt: (1) Spezifikation der Mess- und Schutzfunktionen, (2) Implementierung der Mess- und Schutzfunktionen, (3) Realisierung eines Funktionsmusters für die Systemtests, (4) Durchführung der Systemtests im Laborumfeld, (5) Bewertung der Mess- und Schutzfunktionen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FairNetz GmbH durchgeführt. Das Projekt hat zum Ziel die Möglichkeit des alternativen Einsatzes von fernsteuerbaren Kabelverteilern ('automatisierten Kabelverteilern', KVs) im Vergleich zu einem regelbaren Ortsnetztrafo (rONT) zu untersuchen. Dies soll als Stabilisierungsmaßnahme im Niederspannungsteilnetz Sickenhausen in Reutlingen Einsatz finden. Der starke Ausbau dezentraler erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen (im untersuchten Stadtteil hauptsächlich Photovoltaik (PV)) führt zu einer stark fluktuierenden Stromeinspeisung. Deshalb findet vielerorts bei starker und langanhaltender Sonneneinstrahlung an Ortsnetzstationen (ONS) eine temporäre Lastumkehr statt, so dass die überschüssige Energie in das Mittelspannungsnetz rückgespeist wird. Daraus resultierende Schwankungen im Bezug und in der Rückspeisung verursachen deutliche Spannungsschwankungen, die i.d.R. durch den Einbau eines rONTs ausgeglichen werden können. Im betroffenen Teilort soll untersucht werden, ob alternativ auch Umschaltungen an KVs benachbarter Netzteile denselben Effekt erreichen können. Zu Zeiten hoher Erzeugung könnte die Rücklieferung in das Mittelspannungsnetz durch Zusammenschalten mit einem lastgeprägten Netzteil vermieden werden. So werden Spannungsanhebung und Transformationsverluste vermieden und die Netzbetreiber müssen keine Leistungseinbußen und Energieverluste in Kauf nehmen. Beim Flächeneinsatz der KVs könnte signifikantes Einsparpotenzial bestehen durch einen weiteren Freiheitsgrad sowie einer Homogenisierungsmöglichkeit einzelner Stränge des Netzes. Es soll hier gezeigt werden, dass mit der Methode der Lastverschiebung dezentrale Überangebote an Energie in der gleichen Spannungsebene an anderen Verbrauchsorten ohne die o.g. Nachteile umgesetzt werden können.

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