Kopplung von Windpark und Datenbank macht regenerative Energie besser nutzbar Wissen, woher der Wind weht - KEM

Kopplung von Windpark und Datenbank macht regenerative Energie besser nutzbar

Wissen, woher der Wind weht

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Windenergie wird zu 40 Prozent direkt in Strom umgewandelt. Auf diesem Gebiet leistet das unabhängige Energieunternehmen Enertrag seit Jahren Pionierarbeit. So entstand im Rahmen eines Projekts die Idee zur Netzintegration von Windkraftanlagen. Ziel dieses Vorhabens: Daten schnell und sicher von den Windkraftan-lagen in Datenbanken zu importieren und diese den Netzbetreibern verfügbar zu machen.
Bei der Windkraft besteht ein Grundproblem: Eine exakte Kontrolle oder Steuerung der eingespeisten Energie erfolgt nicht. Die Anzahl der installierten Anlagen ist zwar bekannt – damit lassen sich die theoretische Leistung berechnen und Prognosen erstellen. Die tatsächlich eingespeiste Menge kann aber von der geplanten abweichen. In Zukunft muss daher die Regelfähigkeit – nicht nur von Windkraftanlagen – vorausgesetzt werden. In Deutschland ist diese Regel im Paragraph 6 des EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) definiert.
Enertrag liefert daher gemeinsam mit anderen Windenergiebetreibern im Rahmen der Gesellschaft für Netzintegration (GENI e.V.) seit 2009 kumulierte Minutenwerte an einen Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland. Dabei sucht das Unternehmen nun auch international nach Möglichkeiten, Daten der Windkraftanlagen und des Netzes schnell und sicher zu sammeln und in einer SQL-Datenbank zu erfassen. So entstand das Pilotprojekt, bei dem Enertrag als erster Betreiber von Windkraftanlagen dem französischen Netzbetreiber RTE detaillierte Daten zur Verfügung stellt.
„Generell geht es um die Menge der Windenergie“, erklärt Jan-Erik Peters, Projektleiter der Enertrag. „In Frankreich wurden Anlagen mit einer Nennleistung von über 4 Gigawatt installiert. Mit steigender Nennleistung wird eine Rückmeldung über den Zustand der Anlagen elementar. Bei Netzproblemen könnten die Auswirkungen europaweite Folgen haben.“
Das Pilotprojekt in Frankreich erlaubt nun, alle Trends zu erkennen und exakte Prognosen zu erstellen. Hierfür kam für Enertrag nur der Einsatz eines Datensammlers in Frage: „Echocollect“ von Inat. Damit werden an den Einspeisepunkten ins öffentliche Netz die aktuelle Leistung, die Blindleistung und Betriebsdaten der Windenergieanlagen gemessen. Der Netzbetreiber kann mit diesen Daten die erstellten Prognosen vergleichen und sie künftig entsprechend anpassen.
Bei dem aktuellen Pilotprojekt mit fünf Windfeldern, die etwa 55 MW erzeugen, wird die Datenerfassung getestet und geprüft. Der nächste Schritt ist das Senden von Steuerbefehlen zu den Anlagen. Mit Hilfe von Inat-Software werden die Daten kontinuierlich über einen Trigger geschrieben und auch aus der Datenbank gelesen. Es geht also nicht nur darum, die Kraftwerke zu beobachten (Monitoring), sondern auch um das ereignisbedingte Reagieren, zum Beispiel im Falle einer Netzüberlastung. So ließe sich die Windenergie mithilfe der aktiven Blattverstellung moderner Anlagen sekundenschnell herunter- beziehungsweise hochregeln – Netzbetreiber könnten so die vorgegebene Leistung einfach reduzieren.
Beliebige Feldbusse
„Weil wir eine schnelle und stabile Lösung suchten, haben wir uns für das Echocollect von Inat entschieden. Diese kleine gelbe Box kann von verschiedenen Feldbussen lesen und die Verbindung zur SQL-Datenbank war uns auch sehr wichtig. Sie arbeitet transparent als eine Art Gateway. Hier wollten wir keine Lösung, die lange programmiert werden muss, damit sie funktioniert.“, erläutert Peters.
In jedem Windpark erfasst ein zentraler PC oder Server sämtliche Daten. Da in den Windanlagen keine Schnittstelle vorhanden ist, kann nicht direkt aus der Steuerung gelesen werden. Zudem besteht eine Herausforderung in der großen Vielfalt an Protokollen und Feldbussen. Das Ziel für die Zukunft ist daher, dass sämtliche Steuerungsfunktionalitäten in einem Windpark zukünftig über die Norm IEC 61400-25 abgewickelt werden. Doch bereits jetzt ist durch den Einsatz des Enertrag-Powersystems die Verarbeitung der gemessenen Informationen genauer als bei anderen Dienstleistern. Mit solchen Projekten beweist das Unternehmen daher, dass Windenergie kontrollierbar ist.
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