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Der Energiefluss im ENERTRAG Verbundkraftwerk®

Der Weg der Energie von der Windenergieanlage bis zur Nutzung

Wie erzeugt ein ENERTRAG Verbundkraftwerk® Energie?

Ein ENERTRAG Verbundkraftwerk® erzeuget Strom aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen. Dieser fließt direkt ins Übertragungsnetz. Der Teil der Energie, der nicht unmittelbar eingespeist werden kann, wird gespeichert und umgewandelt. Dazu sind die Stromerzeugungsanlagen im ENERTRAG Verbundkraftwerk® an Stromspeicher, Elektrolyseure, Wärmespeicher und Anlagen zur Wasserstoffrückverstromung gekoppelt. Dank der Speicher kann das ENERTRAG Verbundkraftwerk® zu jedem Zeitpunkt bedarfsgerecht, vorhersagbar und zuverlässig Energie liefern. Alle Komponenten sind miteinander vernetzt, werden digital überwacht und zentral gesteuert.  

Der Weg der Energie

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Die Stationen der Energie

Primärenergie

Zu einem ENERTRAG Verbundkraftwerk® gehören viele Onshore-Windenergie- und Photovoltaikanlagen, die Strom produzieren.  

Windenergieanlagen nutzen die Kraft des Windes, um sich drehende Rotorblätter anzutreiben. Die so erzeugte mechanische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt. Die Stromproduktion aus Windenergie ist Tag und Nacht möglich. 

Photovoltaikanlagen erzeugen aus dem in die Solarzellen einfallenden Sonnenlicht saubere elektrische Energie.  

Die Hybridisierung von Windenergie- und PV-Anlagen hat Vorteile: Wind und Sonne ergänzen sich hervorragend. Aufgrund der räumlichen Ausdehnung des ENERTRAG Verbundkraftwerks® und der Vielzahl der Anlagen ist die Einspeisung in die öffentlichen Netze um ein Vielfaches stabiler als bei Einzelanlagen oder einzelnen Windfeldern. 

Positiver Nebeneffekt: Das öffentliche Netz wird deutlich besser ausgelastet, denn die Schwankungen der Erzeugung kommen gar nicht erst im Netz an. 

Sammlung und Netzinfrastruktur

Der Strom aus den vielen Wind- und Photovoltaikanlagen des ENERTRAG Verbundkraftwerk® wird in lokalen Einsammelnetzen und Umspannwerken gebündelt. Über ein einzelnes großes Umspannwerk wird der Strom gesammelt ins Übertragungsnetz eingespeist. 

Die Einsammelnetze sind reine Kraftwerksnetze. Sie verbinden die Anlagen des Verbundkraftwerks untereinander und sind nicht Bestandteil des öffentlichen Netzes. Dies sorgt für deutlich geringere Netzkosten und eine stark vereinfachte Steuerung. Durch die großflächige und dezentrale Einspeisung bleibt das Kraftwerksnetz sehr stabil. 

Umspannwerke sammeln Strom von verschiedenen Erzeugungsanlagen ein und leiten ihn an das Kraftwerksnetz weiter. Die Hybridisierung von Wind- und Solarenergie mit der Wasserstofferzeugung hat den Vorteil, dass die Umspannwerke optimal ausgelastet sind.

Der gewonnene Wasserstoff wird zukünftig in die Gasnetze eingespeist. Sie können große, aus Windkraft gewonnene Mengen Energie in Form von Wasserstoff transportieren.

Alle Energieanlagen im ENERTRAG Verbundkraftwerk®, von der Erzeugung über Umwandlung und Transport bis zu den Netzeinspeisepunkten, werden durch unsere selbst entwickelte Regelung sicher gesteuert.  So wird Energie stabil erzeugt und bedarfsgerecht eingespeist.  

Speicherung in der Batterie

Strom, der im Übertragungsnetz nicht gebraucht wird, wandelt das ENERTRAG Verbundkraftwerk® um oder speichert ihn – unter anderem in einer Batterie.  

Die Batteriespeicher des ENERTRAG Verbundkraftwerk® gleichen Schwankungen im Stromnetz aus und stellen zusätzliche Leistung bereit, wenn wenig Primärenergie verfügbar ist. Sie sind zudem schwarzstartfähig. Das bedeutet: Sie können im Falle eines Blackouts das Stromnetz wieder eigenständig aufbauen. 

Umwandlung in grünen Wasserstoff

Ein erheblicher Teil des überschüssigen Stroms wird im ENERTRAG Verbundkraftwerk® in grünen Wasserstoff umgewandelt. Denn das Gas lässt sich gut speichern und transportieren. Ein Elektrolyseur spaltet Wasser mithilfe von elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff auf. Der Wasserstoff fließt hauptsächlich ins lokale Wasserstoffnetz. 

Ein Teil wird vor Ort zwischengespeichert und steht dem Stromsektor an den wenigen Tagen im Jahr mit Dunkelflaute zur Verfügung. In der angeschlossenen Wasserstoff-Rückverstromungsanlage wird der Wasserstoff dann wieder zu Strom.  

Der größte Teil der Fluktuationen in der Erzeugung wird also schon innerhalb des ENERTRAG Verbundkraftwerk® ausgeglichen bzw. von Wasserstoff- und Wärmespeichern aufgefangen. Auf diese Weise wird die erzeugte Energie in vollem Umfang genutzt. Die Anlagen müssen nicht abgeregelt werden. Wenn es wenig Wind und Sonne gibt, kommt die Energie aus den Speichern. 

Gut zu wissen: Die Verbundkraftwerke produzieren ausschließlich grünen Wasserstoff, da die Elektrolyse mit erneuerbarer Energie betrieben wird. 

Speicherung in Wärme

An wenigen Tagen im Jahr produzieren Windenergie- und Photovoltaikanlagen überdurchschnittlich viel Energie. Stromsektor, Batteriespeicher und Wassersstoffproduktion sind jedoch irgendwann voll versorgt. Im ENERTRAG Verbundkraftwerk® müssen die Anlagen selbst dann noch nicht abgeregelt werden: Die überschüssige Energie wird lokal als Wärme ausgekoppelt. Mithilfe eines Windwärmespeichers und als Abwärme der Wasserstoffproduktion. 

Ein Windwärmespeicher wandelt elektrische Energie in Wärmeenergie um, indem er Wasser mithilfe eines Heizstabes erhitzt. Die ausgekoppelte Wärme versorgt über das Fernwärmenetz die Haushalte in der Region. 

Leittechnik und Steuerung

Alle Anlagen sind über Steuerleitungen direkt mit der Leitwarte verbunden, der zentralen Kontroll- und Steuerungseinheit. Von dort aus überwacht ein Team kontinuierlich den Betrieb des gesamten Verbundkraftwerks und seiner Komponenten. Einschließlich Energieerzeugung, Umwandlung, Verteilung und Netzverbindung. 

Zur Steuerung hat ENERTRAG in-house die Software Powersystem entwickelt. Das Leitwartenteam optimiert bei Bedarf die Anlagenleistung und kann technische Dienstleistungen einleiten und überwachen. 

Die Steuerung eines ENERTRAG Verbundkraftwerk® sollte über ein eigenes Glasfasernetz erfolgen, das nicht mit dem Internet verbunden ist. Das schafft Sicherheit vor Hackerangriffen. 

Nutzung

Der Strom aus Windenergie- und Solaranlagen, wird ins nationale Übertragungsnetz eingespeist. 

Gut zu wissen: Eigene Netzanschlüsse für Wind und PV sind nicht erforderlich. Für den Netzanschluss genügen ein bis zwei Zehntel der installierten Erzeugungsleistung. Das liegt an den sich ergänzenden Erzeugungsmustern von Wind und Sonne, vor allem aber daran, dass die integrierten Verbraucher (Elektrolyseure, Wärmeerzeuger) die gesamte Leistung, der kein zeitgleicher Strombedarf im Netz gegenübersteht, absorbieren. So genügt beispielsweise für 1 Gigawatt Windkraft und 1 Gigawatt PV eine Netzanschlussleistung von nur 100-200 Megawatt. 

Grüner Wasserstoff aus der Elektrolyse wird dem Wasserstoffnetz übergeben oder zur gewährleistung der Netzstabilität rückverstromt. 

Wärme aus dem Windwärmespeicher und der Elektrolyse fließt ins lokale Fernwärmenetz und versorgt Menschen in der Region. 

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Konstante und verlässlich planbare Energieversorgung aus erneuerbaren Energiequellen – mit dem ENERTRAG Verbundkraftwerk® wird das möglich.

Fazit: Planbare Energieversorgung trotz schwankender Produktion aus Wind und Sonne

 

  • Speicher nehmen überschüssige Energie auf und geben sie bei Bedarf wieder ab. Das ENERTRAG Verbundkraftwerk® produziert erneuerbare Energie immer bedarfsgerecht und vorhersagbar. 
  • Die Einspeisung in die öffentlichen Netze ist viel stabiler als bei Einzelanlagen oder einzelnen Windfeldern. 
  • Das öffentliche Netz wird deutlich besser ausgelastet, denn die Schwankungen der Erzeugung kommen gar nicht erst im Netz an. 
  • Das ENERTRAG Verbundkraftwerk® bietet wichtige Systemdienstleistungen wie Schwarzstartfähigkeit, Fahrplanstrom, Regelenergie oder Spitzenlastabdeckung. 
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„Mit dem ENERTRAG Verbundkraftwerk® bringen wir Ordnung in die Energiewende: Viele dezentrale Module funktionieren wie ein einziges großes, 100 Prozent erneuerbares Kraftwerk.“

Dr. Tobias Bischof-Niemz

ENERTRAG Vorstand Projekte International & Technologie

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ENERTRAG gestaltet die nächste Phase der Energiewende.

Der Prototyp in der Uckermark

Auf 40 x 40 Kilometern in der Uckermark hat die Energiezukunft bereits begonnen. Hier zeigt der Prototyp des ENERTRAG Verbundkraftwerk® in der Praxis, dass die systemische Vernetzung einzelner Komponenten konventionelle, fossile Kraftwerksstandorte vollständig ersetzen kann. Modular, skalierbar und global umsetzbar. 

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Das ENERTRAG Verbundkraftwerk®

Der Prototyp für saubere Energieversorgung

622
MW
Nennleistung aus Windenergie
600
km
Stromleitungen im Eigenbestand
560
kW
Elektrolyse
22
MW
Batteriespeicher
24
MW
Nennleistung aus Sonnenenergie
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Wind- und Sonnenenergie kombiniert ENERTRAG mit grünem Wasserstoff zu sauberen Kraftwerken, die Menschen und Regionen versorgen.

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