Lehrstuhl Dezentrale Energiesysteme und Kraftwerkselektrotechnik
Der Lehrstuhl ist derzeitig mit einer Gastprofessur besetzt.
Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit Fragen der elektrischen Energieversorgung wird auf lange Sicht von entscheidender Bedeutung bleiben. Ein Schwerpunkt ist dabei die Integration der aus erneuerbaren Energien erzeugten Elektroenergie in Netze der öffentlichen Energieversorgung. In den vergangenen Jahren ist die installierte Leistung dieser Erzeugereinheiten, vornehmlich Windenergieanlagen und Photovoltaikanlagen, weiter stark angestiegen. Leistungsprognosen zeigen, dass dieser Trend unverändert anhalten wird. Zukünftig werden dabei Erneuerbare-Energien-Kraftwerke (EE-KW) von Interesse sein, die über Leistungen in der Größenordnung von konventionellen Kraftwerksblöcken verfügen. Hinzukommt die Entwicklung der Offshore-Windenergie sowie die Tendenz hin zu großflächigen Solarparks im zweistelligen Megawatt-Bereich.
Aufgrund der teilweise stark fluktuierenden und überwiegend nicht bedarfsgerechten Leistungsdarbietung dieser Erzeuger ergeben sich neue Anforderungen an eine sichere und effiziente Elektroenergieversorgung. Daraus folgen Aufgaben, die von der technisch und marktwirtschaftlich nachhaltigen Wechselwirkung mit der konventionellen Erzeugung und der Übertragung und Verteilung bestimmt werden. Zukünftige Energiesysteme müssen unter den vorgenannten Bedingungen weiterhin sicher und effizient betrieben werden können. Deshalb sind die Planung, Gestaltung und Auslegung der Energiesysteme unter Berücksichtigung einer weiterhin hohen Versorgungszuverlässigkeit vorrangig.
Am Lehrstuhl Dezentrale Energiesysteme und Kraftwerkselektrotechnik werden deshalb Arbeiten in den folgenden Gebieten schwerpunktmäßig durchgeführt:
- Energieerzeugung aus Erneuerbaren Energien und deren Netzeinspeisung
Neben der Betrachtung von Einzelanlagen und deren Verhalten wird hier vordergründig der Zusammenschluss von mehreren EE-Anlagen zu Erneuerbare-Energien-Kraftwerken betrachtet. Wesentliche Gesichtspunkte hierbei sind Untersuchungen zu den internen Netzen der EE-KW und zum Betrieb der EE-KW im System der Übertragungs- und Verteilungsnetze. Dabei geht es vorrangig um die Ermittlung der Anforderungen an das Betriebsverhalten von EE-KW im Normalbetrieb, bei kritischen Netzsituationen sowie auch im Fehlerfall, wobei die Themenkomplexe Blindleistungshaushalt, Spannungshaltung und Verlustminimierung im Vordergrund stehen. Derartige Untersuchungen sollen unter Nutzung der Möglichkeiten des Forschungs- und Trainingszentrums „Systemsicherheit Elektrischer Netze“ an der BTU Cottbus durchgeführt werden.
Weiterhin besteht Untersuchungsbedarf zu Anforderungen an die Regelbarkeit der EE-KW und zu netzverträglicheren Einspeiseformen in die öffentlichen Energieversorgungsnetze unter Berücksichtigung von Zwischenspeichern. Dieser Aspekt berührt auch gesamtvolkswirtschaftliche Fragestellungen und bietet mehrere Berührungspunkte mit der Energiewirtschaft.
Darüber hinaus spielen Untersuchungen von leistungsstarken Offshore-Windenergieanlagen eine wesentliche Rolle.
- Netzeinspeisungen und Eigenbedarfsanlagen konventioneller Kraftwerke
Ein wesentlicher Arbeitsschwerpunkt sind Untersuchungen zur Auslegung von zukünftigen Kraftwerksblöcken bei Anschluss an Netze mit hoher fluktuierender Windeinspeisung. Konventionelle Kraftwerke sind heutzutage dynamischeren Fahrweisen und Belastungen unterworfen als in den vergangenen Jahrzehnten. Deshalb ist es erforderlich, Anpassungen an den Anforderungskatalog von Neubaukraftwerken bezüglich der dynamischen Fahrweise vorzunehmen, um die durch Erneuerbare Energiequellen bedingten Fluktuationen auszugleichen und die technisch erforderliche Balance von Erzeugung und Verbrauch im Elektroenergiesystem auch weiterhin aufrecht zu erhalten. Um diese Anforderungen formulieren zu können, wird an einem umfassenden Simulationsmodell gearbeitet.
Ein fester Bestandteil im Aufgabenprofil des Lehrstuhls sind auch die „klassischen“ Themen im elektrischen Kraftwerkseigenbedarf. Hierzu zählen insbesondere die Auslegung der Eigenbedarfsversorgung, die beanspruchungsgerechte Dimensionierung der Schaltanlagen und Betriebsmittel, eine optimierte Kabelauswahl sowie spezielle Probleme der Schutztechnik. Darüber hinaus wird die langjährige Arbeit auf dem Gebiet der Kurzschlussstrombegrenzung im Kraftwerkseigenbedarf fortgesetzt.
