Das Projekt "Entwicklung eines Hochleistung-Fault Current Limiters fuer Windkraftanlagen mit einer Nennleistung ab 1 MW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E.-U.-S. Gesellschaft für innovative Energieumwandlung und -speicherung durchgeführt. Im Bereich der Erzeugung elektrischer Energie aus regenerativen Energietraegern gewinnt die Einspeisung ueber Windkraftanlagen (WKA) zunehmend an Bedeutung und nimmt - bezogen auf die installierte Leistung - schon heute den zweiten Platz nach der Wasserkraft ein. Dieser sich noch immer verstaerkende Trend resultiert in der Entstehung und dem Ausbau von Unternehmen, die WKA herstellen oder Betrieben, die als Zulieferanten fuer WKA-Hersteller taetig sind. In zunehmendem Masse werden WKA auch fuer den Export, insbesondere auch fuer Schwellenlaender hergestellt. Von umweltpolitischer Seite wird mit der Nutzung der Windenergie ein wesentlicher Beitrag zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus umweltfreundlichen und regenerativen Quellen geleistet. Zusaetzlich konnten durch die dezentrale Struktur und die privatwirtschaftliche Marktorientierung der Windenergiebranche Investoren aus den verschiedensten Bevoelkerungskreisen angesprochen werden, so dass hier der Ansatz einer buergernahen und buergerbeteiligten Energiewirtschaft gefunden werden kann. Durch das Einspeisegesetz wird auch zukuenftig gerade fuer private Investoren eine wirtschaftlich attraktive Perspektive geboten, so dass auch laengerfristig mit einem zunehmenden Anzahl von Anschluessen gerechnet werden kann. Angeschlossen werden WKA - bis auf wenige Ausnahmefaelle - an nicht industrielle, oeffentliche Energieversorgungsnetze, deren Betreiber (regionale und ueberregionale Energieversorgungsunternehmen (EVU)) einerseits nach dem Einspeisegesetz verpflichtet sind, dezentrale Energieeinspeisungen zu ermoeglichen und zu vergueten, andererseits jedoch als Betreiber dieser Netze die technischen Bedingungen fuer den Anschluss fuer eben diese dezentralen Einspeisungen festlegen. In der Regel werden WKA einzeln oder in Gruppen (Windparks) an das oeffentliche Netz angekoppelt. Dabei werden verschiedene technische Konzepte verfolgt, um den Anforderungen des Netzes in Bezug auf Spannungsqualitaet und Schutz gerecht zu werden bzw. entgegenkommen zu koennen. Schon jetzt zeichnet sich deutlich ab, dass z.B. aufgrund der begrenzten Kurzschlussfestigkeit bestimmter Netzabschnitte technische Probleme entstehen, die den Anschluss von WKA wesentlich verteuern wuerden und somit dem steigenden wirtschaftlichen Interesse an der Windkraft entgegenstehen. Durch den nachtraeglichen, dezentralen Anschluss von WKA - Einheiten kann diese Kurzschlussfestigkeit bei einem netzseitigen Kurzschluss aufgrund des Strombeitrags des Generators ueberschritten werden, so dass es zu einer Beschaedigung oder Zerstoerung der Netzbetriebsmittel kommen kann. Die bisherige Generation der WKA bewegte sich in einem maximalen Leistungsrahmen von 600 bis 800 kW. Schon jetzt sind erste Entwicklungen auf dem Markt verfuegbar, die eine Leistungsklasse bis 1,5 MW erschliessen. Diese Tendenz wuerde die beschriebene Problematik in ihren Auswirkungen nicht nur beibehalten sondern mindestens proportional verstaerken.
Das Projekt "DCSmart - DC Distribution Smart Grids - Teilvorhaben: Entwicklung eines neuen hocheffizienten und kommunikationsfähigen DC/DC- Wandlers zur Kopplung von regionalen und lokalen Gleichspannungsnetzen sowie eines strombegrenzenden DC-Schutzorgans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Das Gesamtziel des Projekts DCSMART ist eine gesamtheitliche Erforschung einer neuartigen und kostengünstigeren Schnittstelle zwischen regionalen und lokalen Niederspannungs-Gleichstromnetzen. Aufgrund der noch unbekannten Anforderungen an eine solche Schnittstelle ist es erforderlich, im Rahmen dieses Projektes auch die zur Realisierung nötigen Hard- und Softwarekomponenten neu zu betrachten, neue Rahmenbedingungen zu entwickeln und innerhalb eines realen Systems zu verifizieren. Das erste Ziel ist die Erforschung und Erarbeitung von neuen Erkenntnissen über die effiziente und sichere Schnittstellenhardware. Dazu soll neben einer hocheffizienten leistungselektronischen Hardware auch ein neues optimiertes Sicherungselement für dieses neue Einsatzgebiet erarbeitet werden. Daneben ist die Erarbeitung neuer Schnittstellen, die Gleichstromnetze optimal mit Netz- und Gebäudemanagementsystemen verbinden und dabei der Netzstabilität und den Regelungsanforderungen gerecht werden, ein weiteres Ziel. Zunächst werden die Anforderungen an den DC/DC- Wandler zwischen dem regionalen und lokalen Netz analysiert und erforscht. Betrachtet werden hierzu auch die bisher bekannten Netzstrukturen, Regel- und Kommunikationsschnittstellen und die Schutzelemente. Die Verifikation des Konzepts erfolgt nach dem Aufbau eines Prototyps durch Messungen im Labor. Danach wird ein geeignetes Schutzelement zur Strombegrenzung passend zu den Anforderungen für den DC/DC- Wandler untersucht und ein Prototyp aufgebaut. Die Praxistauglichkeit des fertigen DC/DC- Wandlers in Verbindung mit den anderen Prototypen der Partner soll abschließend in Feldversuchen unter Beweis gestellt werden. Abschließend werden die Resultate ausgewertet und die Systeme hinsichtlich der gestellten Kriterien bewertet.