Dezentrale Energieeinspeisung mit Brennstoffzellen als virtuelles Kraftwerk im Niederspannungsnetz (PDF)

Diplomarbeit aus dem Jahr 2005 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Universität Karlsruhe (TH), Sprache: Deutsch, Abstract: Die vorliegende Arbeit behandelt die Integration von Brennstoffzellenheizsysteme in elektrische Verteilnetze. Gebäudeintegrierte Mini-KWK-Anlagen, wozu auch Brennstoffzellen zählen, haben den Vorteil einer hocheffizienten Nutzung des Brennstoffes durch die Kuppelproduktion in Kraft-Wärme-Kopplung. Zusätzlich können aufgrund der Steuerbarkeit der Heizkraftblöcke Systemdienstleistungen für das Netz generiert werden. Dies wird unter anderem unter dem Begriff des virtuellen Kraftwerks subsumiert. Unter einem virtuellem Kraftwerk (VKW) versteht man die Aggregation kleiner, dezentraler Stromerzeugungsanlagen zu einem Verbund, der disponible Kraftwerksleistung ersetzen kann.

Die Arbeit umfasst eine Beschreibung der Brennstoffzellentechnik sowie Mikro-KWK-Technologien auf Basis von Wärmekraftmaschinen. Eine Simulation von Energieflüssen in Wohngebäuden mit BZ-Heizkraftblöcken zeigt Unterschiede im wärmegeführten-, stromgeführten und netzgeführten Betrieb. Diese werden energetisch und monetär bewertet. Als Alternative zur direktem Verknüpfung per dediziertem Datenkanal wird eine selbstorganisierende Netzführung vorgeschlagen, die die Höhe der Netzspannung als Indikator der Last im Verteilnetzsegment mit in die Anlagensteuerung integriert. Abschliessend wird in einem Vergleich zwischen dem Fördermechanismus von EEG und KWK-G ein möglicher Weg zur beschleunigten Markteinführung der stromerzeugenden Heizung und damit auch der stationären Brennstoffzelle in der Hausenergieversorgung als Basis für zukünftige virtuelle Kraftwerke aufgezeigt.