Power-to-Gas-to-Power

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1 Impulsreferat Power-to-Gas-to-Power Dr.-Ing. Ernst-Dieter Wilkening Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen TU Braunschweig Technologie-Dialog 2012 Speichertechnologien Bonn,

2 Agenda Einleitung Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen elenia Power-to-Gas-to-Power Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) Braunschweig Metrologie Zusammenfassung

3 Forschungskompetenzen Institutsleiter elenia Stellv. Vorstandsvorsitzender EFZN* Sprecher FEN**, ass. Mitglied NFF*** Prof. M. Kurrat, Prof. B.Engel Schaltgeräte Isoliersysteme Energiesysteme Gleichstromsysteme Dr. E.-D. Wilkening Prof. M. Kurrat Prof. B. Engel Dr. V. Ermel Leistungshalbleiter Lichtbogenschalter Vakuumschalter Supraleiter Simulation Vakuumisolation LN 2 -Isolation Mikroplasmen Nanokomposite Verbundbetrieb dezent. Erzeuger Netzanbindung Speicher Optimierung Verteilnetze Modellbildung Speicher Smart Metering HGÜ- Messtechnik HGÜ-Prüfanlage HGÜ-Schalter Leistungshalbleiter (Modellbildung) *) EFZN: Energie-Forschungszentrum Niedersachsen **) FEN: Forschungsverbund Energie Niedersachsen ***) NFF: Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik

4 Energieanlagen für Offshore-Windparks Verlustbestimmung an IGBTs Stoßbelastung von IGBTs Hochspannungsisolierung Isolation in flüssigem Stickstoff = HGÜ FCL HV CB HGÜ-Schalter DC-Hochspannungsschalter Hochspannungs- Vakuumschalter

5 Speicherung Stromnetz Gaskraftwerk Power Power Elektrolyseur Gas Gasnetz Power-to-Gas-to-Power, Schnittstellendynamik bei Einspeisung und Rückwandlung elektrolytisch erzeugten Wasserstoffs in Gasnetze

6 Elektrolyseur Quelle: ENERTRAG

7 Speicherung Erneuerbare Energien Verbraucher Stromnetz Gaskraftwerk Elektrolyseur Gasnetz Power-to-Gas-to-Power, Schnittstellendynamik bei Einspeisung und Rückwandlung elektrolytisch erzeugten Wasserstoffs in Gasnetze

8 NTH Forschungsantrag Projekt: Power-to-Gas-to-Power Untersuchung der Schnittstellendynamik bei Speicherung von elektrischer Energie in Form von mit Elektrolyseuren erzeugten Wasserstoffs im Gasnetz und Rückwandlung in Gaskraftwerken Niedersächsische Technische Hochschule - NTH: Prof. Michael Kurrat, TU Braunschweig Prof. Joachim Müller-Kirchenbauer, TU Clausthal Prof. Jörg Seume, LU Hannover

9 Physikalisch-Technische Bundesanstalt Partnerschaft mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Die PTB: Nationales Metrologie-Institut Oberbehörde des BMWi Auftrag: Metrologie und metrologische Dienstleistungen Forschung für und Anwendung von Messtechnik höchster Genauigkeit Darstellung und Weitergabe von Einheiten Gesetzliches Messwesen einschließlich Konformitätsbewertung und Zertifizierung für Abrechnungsmesstechnik Mitgestaltung von metrologisch relevanten Standards und Normen

10 Messung Richtige und umfassende Messung der Input- und Output-Größen: Ermittlung und Deckung metrologischen Bedarfs Elektrische Wirkenergie Blindleistung Materialstrom Thermische Energie Mechanische Energie Chemische Energie Power-to-Gas Converter Materialstrom Thermische Energie Mechanische Energie Chemische Energie

11 Normierung Einheitliche Definitionen und Konventionen für energetische Beurteilungsgrößen Ermittlung und Deckung von Regelungs- bzw. Normierungsbedarf E in Anlagen- Herstellung E in E out Material- Transport prozesse E out E in Betriebs- Stoffe- Transport E out E in Abfall- Transport prozesse E out Wirkungsgrade & Energie-Erntefaktoren Was einbeziehen? Wie und was messen? Wie einheitlich berechnen? Wie einheitlich bezeichnen? E in E in Elektrolyseur E out Speicher-Anlage/Liegenschaft E out

12 Speichermetrologie Speichermetrologie - Smart-Grid-Energiespeicher und ihr Wirkungsgrad - (0) Wirkungsgrade in der Energiemesstechnik (PTB Sommer) (1) Übertragung versus Speicherung am Beispiel HGÜ (TUBS Kurrat) (2) Hydro-Power-Pump-Storage (SP/PTB Bergmann) (3) Dezentrale Speicherstrukturen (TUBS Engel) (4) Wirkungsgrad von Ladetechnik (PTB Kahmann) (5) Kurzzeitspeicher und Power Quality (PTB Lienesch) (6) Batterie und Wirkungsgrad (PTB Spitzer) (7) Gasspeicherung, Elektrolyse, Methanisierung (TUBS Schröder)

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt Technische Universität Braunschweig Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen - elenia Dr.-Ing. Ernst-Dieter Wilkening Schleinitzstraße Braunschweig [email protected] Telefon: Fax: