Die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden arbeitet im Projekt CapMon an einem Überwachungssystem für große Superkondensatorspeicher – auch kurz Supercap-Speicher genannt. Diese sollen künftig als virtuelle Schwungmasse dienen und das Stromnetz bei Störungen sekundenschnell stabilisieren – so lange, bis Batteriespeicher oder Kraftwerke einspringen können.
Momentanreserve ohne rotierende Masse
In konventionellen Kraftwerken gleichen rotierende Generatoren plötzliche Frequenzschwankungen durch ihre kinetische Energie aus. Diese sogenannte Momentanreserve fehlt bei Wind- und Solaranlagen. Supercap-Speicher können diese Lücke schließen.
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Denn anders als Batterien, die über längere Zeit geringe Leistung liefern, nehmen sie sehr schnell hohe Leistung auf und geben sie ebenso schnell wieder ab. Damit eignen sie sich, die Netzfrequenz in den ersten Sekunden nach einem unvorhergesehenen Ereignis bei 50 Hertz zu halten.
Digitaler Zwilling als Diagnosebasis
Das Problem: Ein solcher Speicher besteht aus mehr als 100.000 einzelnen Zellen. „Dadurch ist die Gefahr eines Ausfalls sehr hoch. Im Hochspannungsbereich kommen sie bisher kaum zum Einsatz", sagt Anton Barwich, Projektbearbeiter an der Fakultät Elektrotechnik der HTW Dresden. An der Hochschule stehen baugleiche Modul- und Tower-Einheiten für Forschungszwecke zur Verfügung.
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Dort untersucht das Team Lade- und Entladevorgänge sowie mögliche Fehler. „Mit den Untersuchungsergebnissen haben wir ein Computermodell erstellt. Die digitale Nachbildung des SuperCap-Speichers simuliert, wie sich dieser im ‚Normalfall' verhält", erklärt Barwich. Abweichungen zwischen realem Betrieb und dem virtuellen Sollwert sollen Fehlfunktionen frühzeitig anzeigen.
System leitet Lebensdauerprognosen ab
Die Überwachungssoftware entsteht in Zusammenarbeit mit der M&P Motion Control and Power Electronics. Das System soll Alterungserscheinungen erkennen, Lebensdauerprognosen ableiten und fehlerhafte Einheiten durch interne Umschaltungen kompensieren, bevor sie die Verfügbarkeit des Speichers beeinträchtigen.
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Das Projekt startete im Dezember 2024 und läuft nach Angaben der HTW Dresden bis November 2027. Finanziert wird es aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) sowie aus sächsischen Steuermitteln. (nhp)
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