Modelle für Morgen: Grootmoor Physikprofile in der Smart-Region Pellworm

04.12.2015

5:40 Uhr Aufstehen, 7:20 Uhr Abfahrt in Altona, weiter per Bahn, Bus, Fähre, Fußmarsch und schließlich Ankunft gegen Mittag. Nein, eine Spazierfahrt war das nicht und auch das Wetter nicht wirklich smart. Aber sie waren ja auch nicht zum Spaß gekommen, nicht wegen der Schafe oder der guten Luft, sondern für die Technik von Morgen: Physikprofilschüler vom Gymnasium Grootmoor zu Besuch beim Energiewende-Pionier Pellworm, wo intelligente Systeme zur Stromspeicherung erforscht und weiter entwickelt werden. Kilian Mynarek und Jan Hoppe haben im Folgenden aufgeschrieben, was sie von der Nordseeinsel mitgenommen haben.   

Pellworm – Insel der Zukunft

Die Smart-Region Pellworm ist ein Projekt der Schleswig-Holstein Netz AG, die Teil der HanseWerk AG (früher E.ON Hanse) ist. Innerhalb dieses Projekts werden Batterien getestet, die auftretende Schwankungen im aktuellen Stromnetz abfedern sollen. Uns wurde die Problematik der Netzstruktur erläutert. Die Solar- und Windkraftanlagen speisen ihren Strom in die Nieder- oder Mittelspannungsnetze ein, der dann in die Hoch- und Höchstspannungsnetze transformiert werden muss. Dafür ist die Netzstruktur nicht ausgelegt. Bisher haben die großen Kohle- und Kernkraftwerke ihren Strom nach Bedarf ins Höchstspannungsnetz eingespeist und dieser wurde dann auf die Mittelspannungsebene heruntertransformiert.

Vorrat für die Flaute

Damit zukünftig durch die Einspeisung von Wind- und Solarenergie die Mittel- und Niederspannungsnetze nicht überlastet werden, sind der Netzausbau und die Erforschung der Speicherung von großen Energiemengen in Zukunft umso wichtiger. Ist es beispielsweise besonders windig, muss der Stromüberschuss gespeichert und der nächste Bedarf ausgeglichen werden. Dieses Prinzip könnte eines Tages die unregelmäßige Produktion von grünem Strom egalisieren, also das Stromnetz stabilisieren. Auf Pellworm wird das „intelligente“ Stromnetz von einem Hybridkraftwerk, bestehend aus einer Windkraftanlage und einer Photovoltaik-Anlage, gespeist.

Insel mit System

Aktuell existieren auf der Insel drei Optionen zur zwischenzeitlichen Speicherung: 
• Eine riesige Redox-Flow-Batterie als Langzeitspeicher mit einer Kapazität von 1600 kWh, die sich aus vier Überseecontainern zusammensetzt. Zwei von ihnen sind gefüllt mit dem hoch giftigen Elektrolyt Vanadium und die anderen zwei mit Membran-Stacks. Doch leider sind die eigentlichen Prozesse bei der Besichtigung nicht einsehbar: Uns blieb nur die Wand mit einer beeindruckenden Menge an Knöpfen, Kabeln und Schläuchen.
• Eine Lithium-Ionen-Batterie als Kurzzeitspeicher mit einer geringeren Kapazität von 560 kWh, die sich aber schnell auf- und entladen lassen und eine höhere Flexibilität erlauben.
• Weitere elf auf der Insel verstreute Lithium-Ionen-Haushaltsspeicher, die als „Stunden-Speicher“ fungieren und von Privathaushalten genutzt werden.
Das gesamte System wird von zwei regelbaren Ortsnetz-Transformatoren mit intelligenter Steuerungselektronik konstant auf einer Spannung von 400 V gehalten.

Intelligent vernetzt

Problematisch sind bei diesem Projekt zum einen die geringe Wirtschaftlichkeit des Systems für den Betreiber und zum anderen die zu niedrige Speicherkapazität der Batterien; sie gelten zwar als hochmodern, reichen aber dennoch nicht aus, um den Stromexport der Insel zu verhindern, der aus einer zu hohen Produktion für das Stromnetz und die Batterien folgt. So erläuterten uns zwei Mitarbeiter in der Theorie. Anschließend ging es praktisch mit einer Führung über das Gelände weiter. Uns wurden die drei verschiedenen Batterietypen, ein Ortsnetz-Transformator und zum Schluss auch noch eine Vielfalt an ausrangierte Solarmodulen der letzten Jahrzehnte, die hier zum Teil erstmals recycelt wurden, gezeigt. Schließlich experimentierten wir in Kleingruppen entweder zur Sonnen- oder zur Windenergie.

Wissen, woher der Wind weht

Als Windgruppe haben wir die unterschiedliche Rotoranzahlen, Anstellwinkel und Rotorformen bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit miteinander verglichen, optimal schienen drei gebogene Rotoren mit einem Anstellwinkel von etwa 40 Grad zu sein. Die andere Gruppe ermittelte mit Hilfe einer Lampe und einem Messgerät den optimalen Anstellwinkel einer Solarplatte. Wo ist die Leistung am höchsten? Bei uns selbst vermutlich nach Kaffee und Kuchen, als wir durch strömenden Regen und starken Wind zur Fähre aufbrachen. Die nächsten Stunden verbrachten wir völlig durchnässt in der Fähre zurück zum Festland und im Bus nach Rendsburg. Dort schlugen wir dann gegen 20 Uhr abends in unseren Quartieren auf.

Beitrag teilen