FlexFuture

Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger

01.12.2014

28.02.2017

FKZ-Nr.:

03KB102

Ziel des Projektes ist es, an einem realen Objekt (Biogasanlage Zellerfeld: 1.438 kWel (installiert); angrenzende PV-Anlagen: 5.000 kWmax) zu zeigen, dass durch den flexiblen, netzgetriebenen Betrieb einer Biogasanlage im Verteilnetz Netzengpässe vermieden werden können und gleichzeitig ein Beitrag zur Spannungshaltung geleistet werden kann, wodurch die Integration größerer Anteile fluktuierender erneuerbarer Erzeuger in das Verteilnetz ermöglicht wird. Besonderer Fokus hierbei ist eine Betriebsweise der Biogasanlage, welche das Einspeiseprofil von PV-Anlagen  einbezieht und damit die Bedürfnisse des Verteilnetzes berücksichtigt. Übergeordnetes Ziel ist die Reduzierung der Netzausbaukosten und die Vermeidung kostenintensiver Stromspeicher. Neben der flexiblen, netzgetriebenen Fahrweise der Biogasanlage steht deren Betrieb mit höchster Effizienz im Fokus des Projektes. Um dies zu erreichen wird die flexible Betriebsweise mit einer möglichst vollständigen Wärmenutzung über ein Nahwärmenetz erfolgen.

Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung einer innovativen Steuerung für flexible Biogasanlagen ab, um bei gleichzeitig höchster Gesamteffizienz im Sinne des Verteilnetzes Erzeugungs- bzw. Netzengpassmanagement zu betreiben. So wird der Investitionsbedarf in den Netzausbau und Stromspeicher in Stromnetzen mit hohen solaren Lasten verringert.</p> <p>Die Entwicklung einer innovativen Steuerung zur automatisierten Fahrplangestaltung erfolgt durch Analyse des Potenzials einer an die regionale PV-Einspeisung angepassten flexiblen Stromerzeugung durch Biogasanlagen im Verteilnetz und einer Simulation der Möglichkeiten zum Netzengpassmanagement durch Biogas. Die Steuerung wird an der bereits im Rahmen des Forschungsvorhabens BioStrom (03KB061) auf eine marktgetriebene flexible Stromerzeugung umgerüsteten Demonstrationsanlage Zellerfeld praktisch umgesetzt. Um die Gesamteffizienz einer netzgetriebenen flexiblen Fahrweise von Biogasanlagen zu gewährleisten, soll die flexible Betriebsweise mit einer möglichst vollständigen Wärmenutzung über ein Nahwärmenetz erfolgen. Hierzu sollen strukturiert weitere Wärmesenken der Demonstrationsanlage erschlossen werden. Um die Biogasanlage und die zugehörigen betrieblichen Abläufe im netzgetriebenen Betrieb zu optimieren, die Erkenntnisse einer breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen sowie die praktische Durchführbarkeit einer flexiblen Betriebsweise von Biogasanlagen darzustellen, wird ein paralleles Monitoring der Demonstrationsanlage durchgeführt.

Biogas, Systemintegration

• Entwicklung einer innovativen Steuerung zur automatisierten Fahrplangestaltung für Biogasanlagen zur Verringerung der Verteilnetz- und Übertragungsnetzbelastung • Erschließen von Wärmesenken zur Effizienzsteigerung der BGA Zellerfeld • Monitoring und Optimierung der technischen Komponenten und der betrieblichen Abläufe an der BGA Zellerfeld im flexiblen Betrieb • Entwicklung von (politischen) Handlungsempfehlungen

- Bär, K. M.; Häring, G.; Hüneke, M.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2016): Optimised Electricity Production by Biogas Plants. In: iSEneC2016: Integration of Sustainable Energy Conference. Nürnberg.
- Bär, K. M.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2016): Concepts for Optimized Electricity Production via Biogas Plants. In: European Biomass Conference and Exhibition (EUBCE) (Hg.): 24th European Biomass Conference. Amsterdam.
- Bär, K. M.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2017a): Controllable Electricity Production via Biogas Plants in Electricity Grids with a high Share of Variable Renewable Energies. In: E-world energy & water GmbH (Hg.): SmartER Europe Conference. Essen.
- Bär, K.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2017b): Optimization of the scheduling of biogas plants in electricity grids with a high share of variable power producers. In: Department of Business and Management Science. Norwegian School of Economics. Bergen (Hg.): Bergen Economics of Energy and Environment Research Conference BEEER 2017. Bergen.
- Bär, K. M.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2017c): Electricity Production via Biogas Plants in electricity grids with a high share of installed variable power producers. In: European Biomass Conference and Exhibition (EUBCE) (Hg.): 25th European Biomass Conference. Stockholm.
- Bär, K.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2017d): Optimierung der Betriebsweise von Biogasanlagen in Netzen mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger. In: VDI Wissensforum GmbH (Hg.): VDI-Tagung Optimierung in der Energiewirtschaft. Würzburg.
- Bär, K.; Sonnleitner, M.; Zörner, W. (2017e): FlexFuture – Integration von Biogasanlagen in Netze mit hohem Anteil fluktuierender Stromerzeuger. In: Energetische Biomassenutzung (Hg.): 7. Statuskonferenz des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“. Leipzig.
- Häring, G.; Sonnleitner, M.; Bär, K. M.; Brown, N.; Zörner, W. (2017): Demonstration of Controllable Electricity Production via Biogas Plants. In: Chem. Eng. Technol. 40