Bei der Umsetzung von Smart Grids stellt sich die Frage, wie sich neue Komponenten und Regelkonzepte auf die Netze auswirken werden. Verschiedene Szenarien live im realen Netzbetrieb zu testen, ist aus Sicherheitsgründen nicht möglich. Mit dem SmartEST Labor bietet das AIT Austrian Institute of Technology eine weltweit einzigartige Prüf- und Forschungsinfrastruktur für intelligente Netze der Zukunft.
Das Labor stellt ForscherInnen, Netzbetreibern und Herstellern von Komponenten für dezentrale Energieanlagen eine ideale experimentelle Entwicklungsumgebung zur Verfügung. Hier können die Wechselwirkungen zwischen Anlagen und übergeordneten Netz-ebenen analysiert und Produkte wie Wechselrichter, Speichersysteme und Smart Meter sowie Regel-Konzepte getestet und weiterentwickelt werden. Potenzielle Testkandidaten sind sämtliche Komponenten der dezentralen Energietechnik. Die Palette reicht von Photovoltaik-Wechselrichtern über elektrische Energiespeicher wie Akkus oder Brennstoffzellen bis hin zu Einheiten der Kraft-Wärme-Kopplung oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge.
Das Labor verfügt auf einer Fläche von 400 m2 über Indoor- und Outdoor-Prüfbereiche mit zahlreichen Funktionen. Die Infrastruktur umfasst drei frei konfigurierbare Labornetze, die mit einer Dauerleistung von bis zu 1.000 Kilowatt betrieben werden können. Zu den technischen Einrichtungen zählen Netzsimulatoren, eine Anlage für Inselnetzbildung, PV-Simulatoren, Geräte für „Power-Hardware-in-the-Loop“-Simulationen sowie eine Klimakammer zur Durchführung von Tests bei extremen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.In den so genannten „Power-Hardware-in-the-Loop“-Simulationen (P-HIL) wird ein Netzabschnitt in Echtzeit simuliert und die zu testenden Komponenten als Hardware in die virtuelle Netzumgebung eingekoppelt. Die Simulationen geben Aufschluss darüber, wie sich die einzelnen Komponenten mit der übergeordneten Netzstruktur sowie mit anderen angeschlossenen Geräten vertragen.
FUNKTIONEN SmartEST-Labor
> Akkreditierte Prüfung von Komponenten und Systemen der dezentralen Erzeugung mit simulierten Netzen und Primär-energie-quellen (z. B. PV-Wechselrichter)
> Elektrische Schalt-, Funktions- und Leistungstests gemäß Norm
> Gleichzeitige Prüfung von Leistungs- und Kommunikationsinterfaces der Komponenten
> Leistungs- und Alterungstests bei kontrollierten Umweltbedingungen
> Simulation und Prüfung einzelner Komponenten sowie ganzer Systeme und Anlagen
> P-HIL-Tests mittels Echtzeitsimulationen und Multi-Domain Co-Simulation
> Simulation von Smart Grid-Szenarien
DC LAB – Gleichstromnetze auf Mittel- und Niederspannungsebene
Photovoltaikanlagen, Stromspeicher oder Akkus für Elektrofahrzeuge werden im zukünftigen Energiesystem eine wichtige Rolle spielen. Alle diese Komponenten funktionieren mit Gleichstrom. Würde man diese Geräte direkt in einem Gleichstromnetz koppeln, könnten Energieverluste, die durch die Umwandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom entstehen, verringert werden. Schon heute wird erneuerbarer Strom aus Offshore-Windparks mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung über große Distanzen verlustarm aufs Festland geleitet. In Zukunft könnten DC (Direct Current)-Netze auch auf der Mittel- und Niederspannungsebene zum Einsatz kommen.
Im Projekt „Austrian DC Labs“ entwickelt das AIT Austrian Institute of Technology in Zusammenarbeit mit dem Nikola Tesla Labor der Technischen Universität Graz neue Methoden, um Komponenten für diese Netze testen und validieren zu können. Damit sollen heimische Entwickler und Hersteller von leistungselektronischen Komponenten im globalen Wettbewerb gestärkt werden.
