Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau)
Referenzkraftwerk Lausitz (RefLau)
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Sebastian Rochau, Krishnakumar Rana, M.Sc
Laufzeit: 01/2023 bis 12/2027
Förderinstitution: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen: 03EWR018D
Projektpartner: Referenzkraftwerk Lausitz GmbH
Zweckverband Industriepark Schwarze Pumpe
Energiequelle
Enertrag
Forschungspartner: Fraunhofer IEG
BTU Cottbus-Senftenberg
Professur für Leistungselektronik TU Dresden
Projektziele
- Errichtung eines Referenzkraftwerks im Industriepark Schwarze Pumpe , welches aus Elektrolyseur, Speichertanks, Batteriespeicher, Supercaps und einer Brennstoffzelle besteht, in dem ausschließlich erneuerbare Energien genutzt werden
- Aufzeigen von Möglichkeiten der Sektorenkopplung in Verbindung mit dem Referenzkraftwerk
- Nachweis, dass das Kraftwerk Netzdienstleistungen als Ersatz der rotierenden Massen von konventionellen Kraftwerken mit Turbinen erbringen kann
Status des Projektes
- In Dymola wurde ein detailliertes Simulationsmodell der gesamten Prozesskette implementiert. Das Modell bildet den gesamten Ablauf ab – von der Einspeisung erneuerbarer Energie über die Wasserstoffproduktion, -reinigung, mehrstufige Kompression und Hochdruckspeicherung bis hin zum umgekehrten Prozess der Entnahme des gespeicherten Wasserstoffs über eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung, wie unten dargestellt.
- Das Modell umfasst eine übergeordnete Leit- und Steuerungsschicht, die die Leistungsflüsse zwischen den erneuerbaren Energiequellen, den Netz-/Marktvorgaben und der Batterie verwaltet und deren Lade- und Entladevorgänge sowie den Betrieb des Elektrolyseurs und der Brennstoffzelle steuert. Auf diese Weise kann die Batterie kurzfristige Leistungsschwankungen ausgleichen, während der Wasserstoffpfad (Elektrolyse, Reinigung, Kompression und Speicherung) die längerfristige Energiespeicherung übernimmt.
- Auf der Abgabeseite kann der im Hochdruck-Anhänger gespeicherte Wasserstoff über eine Drosselstufe zurückgeführt und über die Brennstoffzelle in elektrische Energie umgewandelt werden, wodurch der Kreislauf „Strom-zu-Gas-zu-Strom“ geschlossen wird.
- Dieses Modell ermöglicht die Analyse von Energiemanagement- und Energiespeicherstrategien (Batterie und Wasserstoff), Prozessen zur Wasserstoffherstellung und -reinigung, Kompressions- und Speicherkonzepten sowie der Stromrückumwandlung über die Brennstoffzelle, einschließlich ihrer Wechselwirkungen innerhalb des gesamten Systems. Es bildet die Grundlage für die Bewertung von Einsatzstrategien und Regelungskonzepten, die für die Ziele der Sektorkopplung des Projekts relevant sind, und wird erweitert, um weitere Analysen zu Netzdienstleistungen und zur Prozessintegration zu ermöglichen.
Ziele des Teilvorhabens der Professur Energieverfahrenstechnik
- Entwicklung eines Prozessmanagementtools, welches neben dem Wasserstoff die weiteren Stoff- und Energieströme hinsichtlich ihrer Integrierbarkeit in zusätzliche Prozesse bzw. Sektoren analysiert.
- Ableitung möglicher Nutzungen zur Sektorenkopplung.