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Smart Grids
Smart Grids - oder intelligente Netze - können in gewissen Grenzen den Energieverbrauch steuern und so zu einer Entlastung des Netzes beisteuern.
In aktiven Verteilnetzen werden Stromverbraucher zeitweise zu Erzeugern.
Bild: SMA Solar Technology AG

Aktive Verteilnetze

Aktive Verteilnetze bezeichnen einen Wechsel des Energieflusses im Verteilnetz. Mit dem Anstieg von kleinen Energieerzeugern, die auf der Nieder- und Mittelspannungsebene in das Stromnetz einspeisen, ändert sich das Verhalten der Netze. Die Energie fließt jetzt nicht mehr nur in eine Richtung, sondern variiert je nach Lastsituation und Wetterlage. Das kann dazu führen, dass das Netz bei guten Bedingungen entlastet, bei schlechten Bedingungen aber überlastet wird. Beim Einsatz von aktiven Verteilnetzen ist eine regelbare Ortsnetzstation notwendig, um die Lastflüsse zu steuern.

Weitere Empfehlungen

Ideen schmieden für das 7. Energieforschungsprogramm

27.06.2017 – Auf Einladung des Projektträgers Jülich trafen sich am 22. und 23. Juni rund 80 Wissenschaftler des Forschungsnetzwerks Stromnetze im Forschungszentrum Jülich.

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2. Auftaktveranstaltung des Forschungsnetzwerks

21.02.2017 – Die 2. Auftaktveranstaltung des Forschungsnetzwerks Stromnetze fand am 9. Februar 2017 in Berlin statt.

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Tagungsbericht zur 1. Statuskonferenz

10.10.2016 – Am 22./23.9.2016 fand die erste Statuskonferenz der Initiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ statt.

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Projektvisitenkarten

Alle Projekte
Verbundvorhaben: SADE

Simulative Analyse dezentraler Energieversorgungskonzepte

Im Projekt SADE entwickeln Wissenschaftler eine Methodik und die Werkzeugumgebung womit sich energietechnische Netzwerkszenarien auf virtueller Ebene modellieren, simulieren und analysieren lassen. Dies soll Planung und Betrieb wirkungsvoll unterstützen.

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Monalisa

Sensoren für einen sicheren Netzbetrieb

Im Forschungsprojekt Monalisa entwickeln Wissenschaftler ein Frühwarnsystem das betriebsgefährdende Zustände in Hoch- und Höchstspannungs-Anlagen erkennt. Dabei spielt eine faseroptische Sensorik eine entscheidende Rolle. Sie überwacht die Funktion der Anlagen und Betriebsmittel um entstehende Schädigungen frühzeitig zu erkennen. Das System soll darüber hinaus auch eine Fehleranalyse und Fehlerortung liefern und eine Netzsteuerung ermöglichen.

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MuNeSIP

Netzkonditionierung für sichere Industrienetze

Industrielle Produktionsanlagen weisen meist eine Vielzahl elektrischer Teilsysteme auf, deren Funktionalität von der Versorgungszuverlässigkeit und der Spannungsqualität des elektrischen Netzes abhängig ist.

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PerSeuS

Planungsgrundsätze für erweiterte Stabilitätsbetrachtungen im europäischen Stromversorgungsnetz

Mit der Neuauflage des Gesetzes für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG) von 2012 wurde der Ausbau erneuerbarer Energiewandlungseinheiten weiter forciert.

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SERVING

Service-Plattform-Verteilnetze zum integralen Lastmanagement

Die rasant wachsende Einspeisung von Elektroenergie aus erneuerbaren Quellen in das Stromnetz stellt die Energieversorgung in ganz Deutschland vor große Herausforderun-gen.

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Grid Integration

Den Markt ins Smart Grid einbinden

Im historisch gewachsenen deutschen Stromnetz war der Leistungsfluss im Mittel- und Niederspannungsnetz typischerweise durch eine zentralisierte Energieverteilung gekennzeichnet.

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Das proaktive Verteilnetz

Ampelkonzept für effizientere Verteilnetze

Das Projekt verbindet Energiemärkte und –netze angelehnt an die BDEW-Ampel. Über eine neue Plattform haben Netzbetreiber die Möglichkeit auf Flexibilität zuzugreifen und lokale Netzengpässe zu vermeiden und die Netzplanung zu optimieren.

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SwarmGrid

Sicherer Betrieb von Energienetzen durch Nutzerschwarm-Systemdienstleistungen

Die zunehmende Transformation des Energieversorgungssystems zu einer dezentral dominierten Erzeugungsstruktur und die zugleich zunehmenden Entfernungen zwischen Erzeugungs- und Lastzentren (insb. Offshore Wind) stellt Verteilungs- und Übertragungsnetzbetreiber vor zahlreiche neue Herausforderungen hinsichtlich des Netzbetriebs.

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HV-SiC

Leistungselektronik der nächsten Generation mit Hochvolt-SiC-Halbleitern für zukünftige Mittelspannungsverteilnetze

Ein wesentlicher Aspekt zur Stabilität zukünftiger Stromnetze ist die stufenlose Bereitstellung von kapazitiver und induktiver Blindleistung. Dies wird mit leistungselektronischen Wandlern, sogenannten STATCOMs (Static Synchronous Compensator), ermöglicht.

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Gas in Öl

Entwicklung neuer grundlegender Methoden für die Entgasung und Messung von Gasen in Öl auf Basis fotoakustischer Sensorik

In Folge des Energiekonzepts der Bundesregierung sowie der Entscheidungen zum Energiepaket ist künftig mit einer noch höheren Einspeisung erneuerbarer Energien in die Netze zu rechnen.

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SmartCoil

Supraleiter schützen das Stromnetz

Spulen mit Supraleitern können das Stromnetz effektiv schützen. Wenn sie ihre Supraleitenden Fähigkeiten verlieren, drosselt die Spule den Strom.

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NeToVe

Verbesserte Topologie hilft, mehr Energie in die Mittelspannung zu integrieren

Das Ziel von NeToVe ist eine gewohnt hohe Versorgungszuverlässigkeit bei verstärkter horizontaler Einspeisung von dezentralen Energieerzeugungsanlagen sicherzustellen.

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DC-Direkt

Höhere Effizienz und Verfügbarkeit dank Gleichspannungsnetzen

Gleichspannungsnetze können eine Schlüsselfunktion auf dem Weg zu einem Energiesystem mit überwiegend dezentraler Einspeisung werden. In DC-Direkt werden Möglichkeiten untersucht.

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ANaPlan

Automatisierte Netzausbauplanung im Verteilnetz

Das Stromnetz ist keine Einbahnstraße mehr. Der Zubau weiterer regelbarer dezentraler Anlagen verursacht für Verteilnetze neue Aufgaben: Sie müssen nicht nur Strom verteilen, sondern ihn von dezentralen anlagen integrieren.

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NETZ:KRAFT

Netzwiederaufbau mit zukünftigen Kraftwerkstrukturen

In NETZ:KRAFT erarbeiten Forscher Netzwiederaufbau-Konzepte bei zukünftigen Kraftwerksstrukturen. Erneuerbare sollen und müssen dabei künftig mit einbezogen werden.

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Kickstarter

Blackout ohne Folgen: Das Netz mit dezentralen Anlagen starten

Im Falle einer Großstörung bis hin zum vollständigen „Blackout“ des Verbundnetzes müssen (Netz-)Betreiber die Wiederherstellung der Stromversorgung koordinieren.

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grid-control

Intelligentes Verteilnetz: das Netz der Zukunft

Intelligente Verteilnetze können dabei helfen, mehr dezentrale Energieerzeugungsanlagen zu integrieren. Bei der gewohnten Versorgungsqualität und der -sicherheit.

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VeNiFre150

Netzstörungen durch Haushaltsgeräte minimieren

Deutschland hat eines der modernsten Stromversorgungsnetze weltweit. Doch immer mehr Leistungselektronik belastet die Netze. Was hilft dagegen?

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PV-Wind-Symbiose

Wie sich Photovoltaik- und Windkraftwerke ergänzen können

Erneuerbare Energieerzeugungsanlagen müssen Blindleistung bereitstellen, wenn sie immer mehr Großkraftwerke ersetzen. Eine Lösung könnten virtuelle Kraftwerke sein.

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ESOSEG

Offene Kommunikationsplattform für Verteilnetzbetreiber

Bei Smart Grids besteht die Gefahr, in nicht nachhaltig-wirtschaftliche Szenarien zu geraten. ESOSEG ist ein Baustein, der eine solche Fehlentwicklungen vermeiden soll.

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U-Control

Statische Spannungshaltung technisch und wirtschaftlich vergleichen

In der Vergangenheit wurden auftretende Spannungsprobleme vor allem durch konventionellen Netzausbau gelöst. Mittlerweile gibt es andere Techniken, die in diesem Vorhaben technisch und wirtschaftlich untersucht werden.

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AEwene

Eine zuverlässige Stromversorgung der Zukunft

Erneuerbare Energien können nur dann ein stabiles Stromnetz bilden, wenn es gelingt Erzeugung und Verbrauch so vorherzusagen, dass die angebotenen und nachgefragten Lasten im Netz identisch sind.

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PrIME

Wahrscheinlichkeits-Aussagen für das Stromnetz

Die Wandlung der Stromnetze lässt sich in vielen Fällen mit probabilistischen Methoden vorhersagen. Immer komplexere Netze benötigen neue Berechnungsmethoden.

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GEO-WISOL

Geografische und zeitliche Solareinspeisung beschreiben

Solaranlagen speisen je nach Standort zu verschiedenen Zeiten eine unterschiedliche Menge Energie in das Netz. Sind die Energieflüsse bekannt, lässt sich die Energie besser integrieren.

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CheapFlex

Günstige Smart Grids mit Rundsteuertechnologie

Bisher scheitern Smart Grids aber an hohen Kosten für Smart Meter. Mit anderen Techniken kann das Netz trotzdem als Smart Grid betrieben werden.

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SINERGIEN

Den Bau von Smart Grids beschleunigen

Das Hauptziel des Forschungsvorhabens SINERGIEN ist, eine Simulationsumgebung für zukünftige intelligente Stromversorgungssysteme auf der Verteilnetzebene zu schaffen.

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LINDA

Netzwiederaufbau mit erneuerbaren Energien

Ein längerer Stromausfall hätte schwerwiegende Folgen. Damit das nicht passiert gilt es, das Netz schnell wieder aufzubauen. Möglichkeiten dazu zeigt das Forschungsprojekt LINDA.

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EnvirA-Management4Grid

Stromverbrauch an das Angebot anpassen

Eine Lösung der schwankenden Stromeinspeisung: die Stromnachfrage an die -erzeugung anpassen. Zum Beispiel mit gesteuerten Lasten von Industriebetrieben.

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DynaGridCenter

Dynamische Stromnetze sicher beherrschen

Im jetzt gestarteten Forschungsvorhaben DynaGridCenter arbeiten Wissenschaftler an neuen Steuerungs- und Regelungstechniken, um das Stromnetz auf die Anforderungen der Energiewende vorzubereiten.

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AutGrid

Chancen und Risiken der Netzautarkie in Deutschland

Im Zuge der Energiewende gibt es in ländlichen Regionen das Bestreben, den Energiebedarf durch eigen erzeugten regenerativen Strom selbst zu decken.

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Grid Commander

Dezentrale Stromnetze koordiniert steuern

Mit einer zunehmenden Einspeisung aus erneuerbaren, dezentralen Energiequellen in das bestehende Stromnetz kommen vor allem auf die Verteilnetze neue Aufgaben zu.

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RegEnKibo

Regionaler Stromverbrauch erspart Netzausbau

Das Forschungsprojekt RegEnKibo modelliert und validiert das Strom- und Gasnetzes von Kirchheimbolanden beispielhaft anhand von Echtzeitdaten und führt die Daten anschließend zusammen.

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KoRiSim

Kooperatives Informations- und Risikomanagement

Sowohl die Strukturen, als auch die Steuerung Stromnetzes wird sich mit der Energiewende radikal verändern. Die Rollen der Verbraucher und Erzeuger wechseln sich ab.

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NetzHarmonie

Oberschwingungen im Netz erkennen

Einspeisung über Leistungselektronik führt zu Oberschwingungen im Netz. Im Projekt NetzHarmonie sollen sie zunächst identifiziert und anschließend in einem zweiten Schritt beseitigt werden.

MEHR
Transstabil-EE

Regelung von Wind- und Solarparks für stabile Netze

Neue Lösungen für eine hohe Einspeisung von erneuerbarem Strom. Die Regelverfahren im Forschungsprojekt Transstabil-EE ermöglichen eine Regelung ohne den Einsatz von konventionellen Kraftwerken.

MEHR
SyNErgie

Neues Blindleistungsmanagement für Verteilnetze

Um Blindleistungsströme effektiv kompensieren zu können, entwickeln Forscher Regelstrategien, die dezentrale Erzeugungsanlagen und industrielle Großabnehmer gemeinsam betrachtet.

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KOSYNET

Kompensations-System stabilisiert Stromnetze

Ein vernetztes Kompensations-System zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens und der Spannungsqualität von Stromnetzen kann die Versorgungssicherheit gewährleisten.

MEHR
OpSimEval

Effektive Netzplanung und Smart Grids verringern Netzausbau

Im Forschungsvorhaben „OpSimEval“ erweitern die Projektpartner Fraunhofer IWES und die Universität Kassel das erfolgreiche Vorgängerprojekt OpSim um zwei wichtige Funktionen.

MEHR
ISOSTROSE

Erdfehler an Hochspannungs-Freileitungen identifizieren

Im Projekt ISOSTROSE erforschen die Projektpartner ein Monitoringsystem für Verteilnetztrassen. Das dient dazu, Erdfehler an Hochspannungsfreileitung präzise zu lokalisieren.

MEHR
REGEES – Szenario 2030

Erneuerbare Energien zu 100 Prozent integrieren

Im Vorhaben REGEES entwickeln Wissenschaftler neue Betriebsführungs- und Regelungsstrategien. So kann das Stromnetz auch in Zukunft erneuerbare Energien integrieren und bleibt stabil.

MEHR
KoNeMaSim

Netz- und Marktsimulationen für die Netzplanung koppeln

Es ist keine einheitliche Planung von Energieerzeugung und -transport mehr möglich. Eine Rolle für eine ökonomische Energieversorgung kommt den Elektrizitätsmärkten zu.

MEHR
Green Access

Intelligente Netze für die Integration regenerativer Energien

Das Ziel ist der Wissenschaftler ist es, das Netz so zu gestalten, dass es sich eigenständig auf zukünftige Last- und Einspeiseveränderungen sowie variierende Netztopologien einstellt.

MEHR
DeF-Neg

Systemdienstleistungen aus der Nieder- und Mittelspannungsebene

Bei Großstörungen müssen Photovoltaik- und Windenergieanlagen am Netz bleiben, um einen systemstützenden Beitrag zu liefern. Kann die Frequenzstabilisierung in die Verteilnetze verlagert werden?

MEHR
ReduMa

Einfluss reduzierter rotierender Masse auf den Netzbetrieb

Die elektrische Energieversorgung in Deutschland wird immer mehr durch erneuerbare Energieerzeugungsanlagen geprägt. Welche Folgen haben weniger Großkraftwerke für das Stromnetz?

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SysDL 2.0

Systemdienstleistungen aus Flächenverteilnetzen

Im Zuge des Zubaus von erneuerbaren, volatilen Erzeugungsanlagen wandelt sich der Markt für Systemdienstleistungen. Denn konventionelle Kraftwerke und Erneuerbare haben einige Unterschiede.

MEHR
FiN - Fühler im Netz

Breitband-Powerline-Technologie zur Netzüberwachung nutzen

Um Versorgungssicherheit und Netzstabilität zu gewährleisten, ist es notwendig, den Netzzustand stetig zu überwachen. "Fühler im Netz" untersucht die Überwachung mittels Breitband-Powerline-Technologie.

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NSON

Offshore-Netze in der Nordsee etablieren

Ziel des Projekts ist die Analyse und Bewertung von Markt- und Netzanbindungsvarianten eines Offshore-Stromnetzes hinsichtlich deren Auswirkungen auf das Verbundnetz.

MEHR
NEMAR

Neue Märkte im Stromnetz aufzeigen und bedienen

Hintergrund ist der zunehmende Anspruch an dezentrale Stromerzeuger und -verbraucher einen Beitrag zu Systemdienstleistungen, Systemstabilität und Versorgungssicherheit zu leisten.

MEHR
DCCTL

Kompakte Übertragungsleitung für hohe Gleichspannungen

Das Übertragungsnetz gerät bei hohen Windeinspeisungen an die Grenzen seiner Belastbarkeit. DCCTL bietet die Technik für gasisolierte Gleichspannungsverbindungen, die das Netz entlasten können.

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Gemeinsames Schalten

Gleichstromschalter trennen Lasten

Teilen sich mehrere Schalter in Gleichspannugskreisen die Aufgaben kann das für das Gesamtsystem Vorteile haben. Zum Beispiel eine größere Sicherheit, weniger Verluste, günstigere Betriebsmittel.

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SEnCom

Stromnetze mit Informations- und Kommunikationstechnik

Das Projekt SEnCom soll sicherheits- und zuverlässigkeitsrelevante Herausforderungen bei der Integration einer Kommunikationsinfrastruktur in den Verteilungsnetzen aufdecken.

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Verteilnetz 2020

Optimales Zusammenspiel im Verteilnetz

Die Mittel- und Niederspannungsverteilnetze stoßen mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien an ihre Aufnahmegrenzen. Folge: Probleme mit der Spannungshaltung und Betriebsmittelüberlastungen.

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CoNDyNet

Grundlagen und Konzepte für effiziente dezentrale Stromnetze

Verlässliche Kriterien zur Stabilität, Ausfallsicherheit, Risiken und Marktanbindung zukunftsfähiger Stromnetze erarbeiten Wissenschaftler zusammen mit Industriepartnern.

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LISA

Dynamische Spannungshaltung dank neuer Regelkonzepte

Probleme mit Überhitzung können Speicher, Abregelung oder Netzausbau lösen. Für Spannungsgrenzwertverletzungen stehen weitere technische Optionen zur Verfügung.

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PolyEnergyNet

Widerstandsfähige Mittel- und Niederspannungsnetze

Im Projekt PolyEnergyNet beschäftigen sich die Entwickler um Projektkoordinator Dr. Ralf Levacher mit dem Aufbau eines widerstandsfähigen Netzes auf Mittel- und Niederspannungsebene.

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LeKI

Betriebszeiten voraussagen, Ausfallzeiten minimieren

Nach welcher Betriebsdauer sollten Isolatoren ausgetauscht werden? Kann man den Austausch mit anderen Komponenten durchführen, um Abschaltzeiten und Kosten niedrig zu halten?

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MONA 2030

Stromnetze wirtschaftlich optimieren

Ziel des Projekts ist der Vergleich netzoptimierender Maßnahmen. Das soll einen Beitrag zur Netzplanung liefern, die verschiedene Facetten der Energieerzeugung berücksichtigt.

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KonVeTrO

Netze ebenenübergreifend ausbauen

Das Verbundvorhaben KonVeTrO untersucht, inwiefern das Energieversorgungssystem ausgebaut werden muss, um die Herausforderungen der Energiewende meistern zu können.

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ROSVS

Robuste Optimierung der Stromversorgungssysteme

Mit dem Umstieg auf eine Energieversorgung, die im Endausbau fast ausschließlich aus erneuerbaren Quellen gespeist werden soll, führen die ‚Unsicherheiten‘ dieser Quellen zu großen Herausforderungen.

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SciGRID

Europäische Übertragungsnetze darstellen

Belastbare Daten der europäischen Übertragungsnetze ermöglichen Forschungen zum Beispiel in Bezug auf die Auslegung von Stromnetzen und Aspekte der Netzplanung von Energiesystemen.

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STERN

Residuallasten ermitteln, das Netz bedarfsgerecht ausbauen

Im Forschungsvorhaben STERN arbeiten die Forscher an einer möglichst exakten Abbildung des residualen Lastverlaufs für Analysen des zukünftigen Stromversorgungssystems.

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iNET-FA²

Intelligente Verteilnetze für mehr Flexibilität

Das Ziel: eine verallgemeinerte Beschreibungsform und Automatisierungs-Architektur für Stromnetze. Das Besondere: sie erfüllt die geforderte Flexibilität, Adaptivität und Nachhaltigkeit.

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ReWP

Regelleistung durch Wind- und Photovoltaikparks

Im Verbundvorhaben ReWP gehen die Forscher der Frage nach, in wieweit Wind- und Sonnenenergie an der Regelleistungsbereitstellung mitwirken können.

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PV-Regel

Regelleistung mit PV-Anlagen für stabilen Netzbetrieb

Eine große Herausforderung auf dem Weg zu einer vermehrten Einbindung von regenariven Energien ist die Bereitstellung von Regelleistung. Denn sie ist für einen stabilen Netzbetrieb wichtig.

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NEDO

Netzschutz in stromrichterdominierten Netzen

Eine dezentrale Energieerzeugung benötigt neue Techniken für den Netzschutz im Verteilnetz. Das Ziel ist es, die Anforderungen bei einem hohen Anteil dezentraler Einspeisungen zu bestimmen.

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IMOWEN

Windpark-Cluster sicher ins Netz integrieren

Windparks auf hoher See bieten für die Stromproduktion wesentliche Vorteile. Doch wie lassen sich die neu gebauten Windparks sinnvoll in das bestehende Stromnetz integrieren?

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MOMOS

Hochspannungs-Teilentladungen besser beschreiben

Mit neuen Analysemethoden der Plasmatechnik lassen sich Teilentladungen von Hochspannungsbauteilen besser beschreiben. So lassen sich kommende Defekte besser vorhersagen.

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GENESYS2

Das europäische Stromnetz auf erneuerbare Energien vorbereiten

Wie könnte ein optimales Stromnetz in Europa aussehen? GENESYS2 geht der Frage nach, wie sich das bestehende Stromnetz im Zuge der Energiewende optimal erweitern lässt.

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ZEM

Engpassmanagement im Übertragungsnetz

Ziel des Projektes ist es, die vorhandenen Übertragungskapazitäten besser ausnutzen und so den Netzausbau um Übertragungsnetz zu verringern zu können.

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TransHK

Mehr Leistung mit Gleich- und Wechselstrom übertragen

Mehr Strom aus dezentralen Quellen macht es notwendig, Transportkapazitäten für elektrische Energie zu schaffen. Die Phänomene beeinflussen sich und bestimmen die Stromtragfähigkeit.

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µ-SPIN

Neue Sensoren mit zerstörungs- und markierungsfreier Messung

Das Entwicklungsziel: Eine miniaturisierte Sensorplattform, die mit dem Prinzip der Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) arbeitet. Sie soll Änderungen der chemischen Zusammensetzung verschiedener Flüssigkeiten erkennen.

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Der Netzausbau stellt die Überwachung von Betriebsmitteln vor Herausforderungen. Im Projekt iMonet entwickeln Forscher ein Messverfahren mit dem Ziel, eine höhere Netzsicherheit bei kritischen Betriebszuständen zu ermöglichen.

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Flexibler Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler

In ländlichen Regionen können Überlastungen Netzspannungen außerhalb der vorgegebenen Toleranzen verursachen. Mit dem im Projekt FLOW-R entwickelten Regler lässt sich die Spannung regeln.

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Um den Zustand in Niederspannungsnetzen in Echtzeit zu ermitteln bedarf es neuer Messgeräte und -methoden. Damit lässt sich der Netzzustand einer Ortsnetzstation eigenständig bewerten.

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Aluminiumlegierungen für elektrische Verbindungen

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