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7.6.2017
Zu Politik und Religion im Iran: „Politische Positionen und Historische Zusammenhänge“

Beginn: 18.00 Uhr, Hans-Maurer-Auditorium, Hochschule Ansbach
Referentin: Dr. phil. Heidi Walcher

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9.6.2017
Lerncamp: "Zukunft der Arbeit"

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27.6.2017
Diskussionsabend mit der Fränkischen Landeszeitung

Herzliche Einladung an alle Hochschulangehörigen! [bitte klicken für größere Darstellung]

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Dezentrale Energiesysteme

Wissenschaftler
istock.com

Dezentrale Energiesysteme bestehen aus unterschiedlichen Technologien. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie nah am Verbraucher Strom, Wärme oder Kälte effizient und flexibel bereitstellen. Zu den dezentralen Energiesystemen zählen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Gasmotoren und Abgaswärmetauschern, Brennstoffzellen aber auch Energiewandler auf der Basis der erneuerbaren Energien wie beispielsweise Solarstromanlagen. Aufgrund ihrer Klimaverträglichkeit und ihres Ressourcenschonungseffektes werden seit Anfang der neunziger Jahre vermehrt Wärme-Kraft-Kopplungsanlagen, Windkraft- und Solarstromanlagen betrieben. Der Anteil der Stromerzeugung über erneuerbare Energie beträgt aktuell ungefähr 16 Prozent. Somit existiert weiterhin ein mehrheitlich zentral aufgestelltes Energieversorgungssystem.

Zentrale Energiesysteme

Zentrales Kraftwerk
Abbildung 1: Zentrale Stromverteilung

In der Vergangenheit wurde in Deutschland der Strom fast ausschließlich aus zentralen Kraftwerken über ein mehrstufiges Verbundnetz bereitgestellt, wie in Abbildung 1 zu sehen. Heute beziehen wir 84 Prozent des Stroms aus Großkraftwerken. Diese Kraftwerke speisen die elektrische Energie in ein umfassend verwobenes Verbundnetz. Bei dem Betrieb des Kraftwerksparks und Stromnetzes muss ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Nachfrage der elektrischen Energie vorliegen. Zur Sicherstellung der Netzstabilität halten die Energieversorger Regelenergie beispielsweise in Form von gedrosselten Kohlekraftwerken oder Pumpspeicherwasserkraftwerken vor. Die elektrische Energie wird genau abgestimmt über Stromnetze verteilt, die entsprechend ihrer Funktion auf unterschiedlichen Spannungsebenen arbeiten. Am Ende dieser Kette von Transport-, Übertragungs- und Verteilernetze sind die Stromverbraucher angeschlossen. Zu bestimmten Zeiten benötigen sie viel Strom, der sicher und schnell über ein durchgeplantes Kraftwerksmanagement bereitgestellt werden muss.

Zentrale Energiesysteme mit dezentralen Anlagen

Ergänzend zu dem Strom aus Großkraftwerken speisen immer mehr dezentrale Energieerzeugungsanlagen ihre produzierte elektrische Energie nah am Verbraucher in das Verteilernetz ein. Sie sind damit zu festen Bausteinen des heutigen Stromversorgungssystems am Ende der Stromverteilungskette, wie in Abbildung 2 dargestellt, geworden.


Zentrales Kraftwerk
Abbildung 2: Einbindung dezentraler Energiesysteme


Dezentrale Energiewandler können den Strom in das öffentliche Netz weiterleiten oder ihn auch für die direkte Eigennutzung vor Ort im Haushalt oder Unternehmen zur Verfügung stellen. Im letztgenannten Szenario wird die elektrische Energie nicht durch höherrangige Netze geleitet, was Abbildung 3 erklärt.


Dezentrale Energiesysteme ohne Speicher
Abbildung 3: Dezentrale Energiesysteme ohne Speicher


Die Zunahme der Stromerzeugung aus dezentralen Anlagen kann künftig in wachsendem Maße den Einsatz von stationären Stromspeichern verlangen, um Angebot und Nachfrage sinnvoll auszugleichen. Eine zusätzliche Notwendigkeit könnte möglicherweise durch das verstärkte Interesse an elektrisch betriebenen Fahrzeugen entstehen. Die Einbindung elektrochemischer Energiespeicher in dezentrale Energiesysteme zeigt Abbildung 4.


Dezentrale Energiesysteme mit Speicher
Abbildung 4: Dezentrale Energiesysteme mit Speicher


Wichtige Ziele der Speicherentwicklung sind die Erhöhung der Speicherdichte und Wirtschaftlichkeit. Das Zusammenspiel von Energiespeichern, dezentralen Energieerzeugern und Lasten steht im Mittelpunkt vieler Untersuchungen des Studiengangs Energie- und Umweltsystemtechnik.    

Kontakt

Prof. Dr. Jörg Kapischke
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