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Präzise Überwachung von Stromnetzen per Satellit
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Promotion über die Leistungsflussberechnung in elektrischen Verteilnetzen

​Ob in Industrie- oder in Entwicklungsländern – die Investitionen in Solarenergie boomen derzeit. Allein in Deutschland wurden in den letzten Jahren mehr als 40 Gigawatt an Photovoltaiksystemen installiert. Dies entspricht einer Leistung von etwa 41 Atomkraftwerken. Die kleinen Anlagen, die immer mehr Hausbesitzer auf ihren Dächern haben, stellen für die Betreiber der elektrischen Netze eine große Herausforderung dar. Um die lokale Einspeiseleistung der Photovoltaikanlagen zu schätzen, mussten die Netzbetreiber bisher auf Jahreswerte vertrauen.

Holger Ruf hat in seiner Doktorarbeit einen neuen Ansatz entwickelt: Der Akademische Mitarbeiter am Institut für Energie- und Antriebstechnik der Hochschule Ulm untersuchte die Messung von elektrischen Netzen mit einer hohen Anzahl an kleinen Photovoltaikanlagen und zeigte dabei, dass es möglich ist, hierfür Daten von Satelliten im Weltall zu nutzen. Ende Dezember präsentierte er die Ergebnisse seiner Arbeit im Rahmen eines öffentlichen Vortrags an der Hochschule Ulm.

Ruf sammelte Bodenmessdaten aus einem vorstädtischen Testgebiet in Ulm-Einsingen und verglich diese mit den satellitenbasierten Daten. In der Untersuchung und systematischen Validierung bewies er, dass Satellitendaten Bodenmessungen im Bereich einzelner Haushalte bis hin zu ganzen Stadtteilen ersetzen können. Mit diesem Modell lassen sich die Auswirkungen der lokalen Photovoltaikerzeugung auf das Netz nun alle 15 Minuten bestimmen. Dies erlaubt eine sicherere Planung und einen effizienteren Betrieb von elektrischen Verteilnetzen, die auf eine gleichbleibende Netzspannung angewiesen sind. Gleichzeitig kann der Aufwand, der für eine Messung der Einspeisung von Kleinanlagen nötig ist, deutlich reduziert werden.

„Das Spannende an dieser Technologie ist, dass sie nicht nur auf Länder mit einer hochentwickelten Infrastruktur beschränkt ist. Tatsächlich kann beinahe jedes Land mit netzgekoppelten Photovoltaikanlagen, egal ob große oder kleine, diesen modularen Ansatz nutzen, weil die Satellitendaten so weitläufig verfügbar sind“, bemerkt Ruf.

Seine Promotion hat Ruf Ende August erfolgreich abgeschlossen. Da Hochschulen für angewandte Wissenschaften kein eigenes Promotionsrecht besitzen, wurde er an der Universität Agder in Norwegen im Rahmen einer kooperativen Promotion betreut. Von Seiten der Hochschule Ulm war Prof. Gerd Heilscher sein akademischer Berater. Gemeinsam haben die beiden Forscher in den vergangen Jahren die Smart Grids Forschungsgruppe der Hochschule aufgebaut und in enger Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Ulm/Neu-Ulm Fragestellungen zur Energiewende beantwortet.

16.12.2016 15:00

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