Mit Weltraumdaten Netze für erneuerbare Energien stabilisieren
Es findet eine Diversifizierung des Energieportfolios Europas weg von fossilen Brennstoffen statt, die die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen stellt. „Mit der Umstellung auf erneuerbare Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie, die stark wetterabhängig sind, entstehen große Unsicherheiten in der Stromerzeugung“, erläutert Nikolaos Zotos, Geschäftsführer von Future Intelligence(öffnet in neuem Fenster). Das griechische Unternehmen für Telekommunikationstechnik koordinierte das Projekt RESPONDENT(öffnet in neuem Fenster), das darauf abzielt, Daten aus Europas Weltraumprogrammen in einige Instrumente zu übertragen, mit denen die Vorhersage des Angebots an erneuerbaren Energien und die Verwaltung des Stromnetzes in Echtzeit unterstützt werden kann.
Satellitendienste nutzen
Auf der RESPONDENT-Plattform werden Messwerte lokaler Wetterstationen mit Daten des EU-Erdbeobachtungsprogramms Copernicus(öffnet in neuem Fenster) und des Satellitennavigationssystems Galileo(öffnet in neuem Fenster) kombiniert. „Wir kombinierten Satellitendaten mit lokalen Wetterstationen, um die Genauigkeit zu erhöhen und besser vorhersagen zu können, wie viel Energie tatsächlich erzeugt werden würde“, fügt Zotos hinzu. Dank des Einsatzes mehrerer Quellen ist es einfacher abzuschätzen, wie viel Energie von Solar- und Windanlagen an bestimmten Standorten bereitgestellt werden wird. Die zeitliche Abstimmung ist die andere Seite des Problems. Da immer mehr erneuerbare Energien in das Netz eingespeist werden, muss eine allseitige Abstimmung erfolgen. Im Rahmen von RESPONDENT wird das präzise Timing von Galileo genutzt, um die Messungen im gesamten Netz synchron auszuführen, damit die Betreiber Probleme früher erkennen und reagieren können, bevor sie eskalieren. Zusammen bilden diese Elemente eine Gesamtplattform, die Erzeugungsprognosen, Nachfrageprognosen und Netzüberwachung an einem einzigen Ort vereint.
RESPONDENT unter realen Bedingungen prüfen
Das Projektteam ging über die Modellierung hinaus und wurde an zwei Pilotstandorten, bei denen jeweils verschiedene Teile der Plattform im Mittelpunkt standen, in der Praxis erprobt. In Griechenland bildeten Prognosen zur Erzeugung erneuerbarer Energien(öffnet in neuem Fenster) im KIEFER-Photovoltaikpark in Artemida den Schwerpunkt. Was mit einer kleinen Anzahl von Installationen begann, wurde auf mehrere Anlagen ausgeweitet und zu einer einzigen Plattform zusammengefasst. Auf diese Weise war es möglich, Vorhersagen großmaßstäblich zu testen und die Genauigkeit mithilfe der Kombination von Daten von verschiedenen Standorten zu verbessern. In Barcelona, Spanien, wurde der Schwerpunkt auf die Netzüberwachung verlagert(öffnet in neuem Fenster). Das System wurde in einem Umspannwerk und innerhalb eines Mikronetzsteuersystems installiert, wobei die Galileo-basierte Synchronisation mittels direkt in das Netz integrierter Hardware erprobt wurde. Auf diese Weise konnte das Team sehen, wie sich das System unter realen Betriebsbedingungen einschließlich Zeiten mit hoher Netzbelastung verhält. „Wir hatten die Möglichkeit, die Plattform in realen Umgebungen, mit nutzenden Parteien und unter realen Betriebsbedingungen zu validieren“, erklärt Zotos. Die Vorhersagegenauigkeit verbesserte sich um 8 bis 12 % im Vergleich zu bestehenden Ansätzen, und gleichzeitig trug eine präzisere Zeitplanung dazu bei, die Zuverlässigkeit der Netzüberwachung zu steigern. In den Pilotprojekte wurden auch weitere Vorteile deutlich. Bei der Demonstration waren die Betreiber besser in der Lage, Engpässe zu bewältigen, Spannungspegel stabil zu halten und schneller auf Veränderungen bei Angebot und Nachfrage zu reagieren. Dank zuverlässigerer Prognosen konnten sie bereits früher Anpassungen vornehmen, anstatt erst in letzter Minute zu reagieren.
Netzmanagement vereinfachen
Im Zuge von RESPONDENT werden die Daten und Dienste von Copernicus und Galileo angewandt, um sie in Werkzeuge für den täglichen Netzbetrieb umzuwandeln, die hilfreich dabei sind, die richtige Energiemenge zur richtigen Zeit dorthin zu bringen, wo sie gebraucht wird. Zu diesem Zweck vereint die Plattform Prognosen und Netzüberwachung in einem einzigen Gesamtsystem, das von Netzbetreibern, Energieversorgern und Aggregatoren genutzt werden kann. Die Technologie wurde von einem Gemeinschaftsunternehmen aus acht Partnern in Griechenland, Irland und Spanien entwickelt und wird gegenwärtig im Hinblick auf eine mögliche Integration in operative Aktivitäten erprobt. Der nächste Schritt besteht darin, das System im Maßstab zu erweitern, es in größeren Netzen zu testen und es mehr nutzenden Parteien zugänglich zu machen. Für Europas Energiesystemmanagement liegt der Wert von RESPONDENT klar auf der Hand, denn damit wird den Betreibern geholfen, Probleme früher zu erkennen und teure Lösungen in letzter Minute zu vermeiden. Diese erhöhte Resilienz lässt die stärkere Nutzung erneuerbarer Energien zu und gewährleistet, dass die Europäerinnen und Europäer von einem nachhaltigen und zuverlässigen Energiesystem profitieren werden.
