Erneuerbare Energien flexibel nutzen, um eine nachhaltige Stromerzeugung sicherzustellen – das ist das Ziel der Forschung am neuen Energiepark der Technischen Hochschule Ulm. Der THU-Energiepark deckt die ganze Bandbreite verteilter Energiesysteme ab, von der Erzeugung aus Photovoltaik über die Speicherung mithilfe eines Batteriespeichers oder in Form von Wasserstoff bis zur Verteilung an direkte Abnehmer wie Elektroautos oder lokale Stromnetze. Mit einem Festakt wurde die Anlage am 10. Juli offiziell eingeweiht. Vertreter der baden-württembergischen Ministerien für Wissenschaft, Forschung und Kunst sowie für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft, der Ulmer Oberbürgermeister Martin Ansbacher, Energie-Experten und Gäste aus Wissenschaft und Wirtschaft gratulierten zu dem Meilenstein.
Energie, die einfach und ressourcenschonend erzeugt und gespeichert und so unabhängig von Wetter und Netzauslastung abgerufen werden kann: Das ist der Schlüssel zu einem Gelingen der Energiewende. Wie das durch ein Zusammenspiel verschiedener Methoden zur Erzeugung, Speicherung und Verteilung von erneuerbaren Energien erreicht werden kann, will der THU Energiepark zeigen.
Dafür stehen verschiedene Anlagen und Labore zur Verfügung:
Batteriespeicher
Der elektrochemische Energiespeicher auf Lithium-Ionen-Basis speichert erneuerbare Energie aus der Photovoltaik-Anlage der THU. Die Batterie hilft dabei, die Stromversorgung im E-Ladepark zu regulieren: Wenn mehr Strom erzeugt als verwendet wird, speichert die Batterie die Überschüsse; wenn mehr verbraucht wird, liefert sie Energie. Die Batterie hilft außerdem, Schwankungen der Spannung im Verteilnetz auszugleichen und kann den Campus im Notfall mit Strom versorgen, zum Beispiel bei Störungen durch Unwetter. Der Speicher hat eine Kapazität von 388 kWh.
Elektro-Ladepark
An 24 Ladepunkten ermöglicht der E-Ladepark das Aufladen rein elektrisch oder hybrid betriebener Fahrzeuge. Die Energie dafür kommt vorrangig aus den Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach der Hochschule oder den Carports. Wenn kein Solarstrom verfügbar ist, kann der E-Ladepark zudem aus dem Batteriespeicher oder der wasserstoffbetriebenen Gasturbine im THU Energiepark mit gespeichertem Solarstrom versorgt werden. Die Ladepunkte verfügen je über eine Kapazität von maximal 22 kW AC.
Photovoltaik-Testfeld
Wie lange funktioniert ein Solarmodul? Lässt die Leistung irgendwann nach und warum? Auf den Dächern der Carports werden alte und neue Solarmodule getestet. Im Photovoltaik-Labor der THU wird die Leistung bestimmt und es wird nach Schäden gesucht. Mit dem Photovoltaik-Testfeld werden von jedem Solarmodul Kennwerte erfasst und damit Energieertrag und Alterungsprozesse evaluiert.
Smart Grid Labor
Das Smart Grid Labor im Neubau der THU stellt für angewandte Forschung und Industriepartner eine Multi-Level-Testumgebung für Smart Grid Systeme bereit. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Steuerung der dezentralen Erzeuger und Lasten, insbesondere unter Berücksichtigung der verschiedenen Interessen aus Sicht von Energiehandel, Netzbetrieb und Anlagenbetrieb. Dafür ist das Labor ausgestattet mit verschiedenen Typen von Zählern, Wechselrichtern, Wärme- und Kühlungsgeräten, Lade-Wallboxen und Simulatoren für unterschiedliche Netzumgebungen.
Wasserstoff-Gasturbine
Die bundesweit erste Gasturbine, die im Regelbetrieb mit 100 % Wasserstoff betrieben wird, verfügt über eine elektrische Leistung von 100kW und eine thermische Leistung von 200kW. Der Wasserstoff wird direkt vor Ort mit einem Elektrolyseur aus Photovoltaik-Strom erzeugt und zwischengespeichert. Wenn Strom benötigt wird, kann die Turbine mithilfe der Verbrennung von Wasserstoff einen Generator antreiben.
Wasserstofflabor
Im Wasserstofflabor wird Strom aus Sonnenenergie in Grünen Wasserstoff umgewandelt. So kann die Energie aus der Photovoltaik-Anlage in Gasform gespeichert und bei Bedarf (zum Beispiel, wenn keine Sonnenenergie verfügbar ist) mithilfe einer Brennstoffzelle wieder in Strom zurück gewandelt werden. Das Labor verfügt unter anderem über eine Elektrolyse, eine PEM Brennstoffzelle, einen Wasserstoffverdichter und einen Wasserstoffspeicher.
Wetterstation
Die Wetterstation südlich der Forschungscontainer misst Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Niederschlag und Sonnenscheindauer. Ein spezieller Windmessmast kann durch parallele Messungen sogar die Windgeschwindigkeit in größeren Höhen bestimmen. Damit gehen die Forschenden der Frage nach, wie Wetterphänomene sich auf die Nutzung von erneuerbaren Energien auswirken.
Das Zusammenspiel der verschiedenen Anlagen erlaubt es, ganz verschiedene Szenarien für eine klimafreundliche Energiezukunft zu simulieren, zu testen und zu optimieren.
Festakt zur Einweihung
Die Einweihung der Anlage feierte die Hochschule mit geladenen Gästen, Grußworten und Fachimpulsen. Aus den baden-württembergischen Ministerien für Wissenschaft, Forschung und Kunst sowie für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft sprachen die Ministerialdirektoren Dr. Hans J. Reiter und Dr. Michael Münter Grußworte, ebenso gratulierte der Ulmer Oberbürgermeister Martin Ansbacher zur Einweihung.
Dr. Hans Reiter, Ministerialdirektor und Amtschef des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst: „Mit dem Energiepark ist Ulm weit über die Landesgrenzen hinaus ein Best-Practice-Beispiel im Bereich umweltfreundlicher, klimaschonender Energiesysteme. Die THU zeigt, wie hochwertiges Studium, Forschung, eigener Gebäudebetrieb, Kooperation mit Energieversorgern und Wissenschafts-kommunikation Hand in Hand gehen – und welchen Beitrag unsere Hochschulen angesichts der großen Herausforderungen unserer Zeit zu leisten im Stande sind.“
Dr. Michael Münter, Ministerialdirektor und Amtschef des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft: „Um den Herausforderungen der Energiewende erfolgreich zu begegnen, brauchen wir ein intelligentes und vor allem flexibles Energiesystem. Der Energiepark der THU Ulm bietet eine exzellente Forschungsumgebung für innovative Ansätze, um essentielle Fragestellungen unter Realbedingungen zu untersuchen und zu beantworten. Mit solch zukunftsträchtigen Forschungsansätzen bringen wir die Umsetzung der Energiewende in unserem Land voran.“
Oberbürgermeister Martin Ansbacher: „Der THU Energiepark verdeutlicht, welche Bedeutung Ulm als wichtiger Standort für die Energieforschung hat. Hier sitzen Forschungseinrichtungen und Unternehmen, die entscheidende Weichen für eine nachhaltige Zukunft und damit auch für ein lebenswertes Ulm stellen. Gewinnung und Einsatz regenerativer Energie werden die entscheidenden Stellschrauben sein, damit Energie- und Mobilitätswende gelingen“
THU-Rektor Prof. Dr. Volker Reuter: „Der Energiepark zeigt, welche wichtige Rolle die angewandte Forschung an der THU bei der Lösung aktueller Herausforderungen spielt. Mit der Anlage tragen wir mit unseren Forschungspartnern zur großen Aufgabe bei, unsere Energieversorgung zukunftsfähig und klimaschonend zu gestalten.“
In Impulsvorträgen gaben Experten aus der Energiebranche außerdem Einblicke in Themen, die auch am THU Energiepark erforscht werden: Michael Jesberger, Technischer Geschäftsführer von TransnetBW, der Geschäftsführer der Stadtwerke Ulm und Vorsitzende im Verband Kommunaler Unternehmen e.V. in BW (VKU), Klaus Eder, und Prof. Dr. Markus Hölzle, Mitglied im Vorstand des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW).
Anschließend gab es für die gut 100 geladenen Gäste eine Führung durch die Anlage mit Stationen im Neubau der Hochschule, in Forschungscontainern auf dem Campus und bei den Elektro-Carports auf dem Parkplatz.
Einblicke in den Energiepark können Interessierte übrigens jederzeit bei einem Spaziergang über das Campusgelände erhalten: Stelen an den Außenanlagen erklären Besucher*innen, was an den jeweiligen Anlagen erforscht wird.
Hintergrund: Forschungsprojekte im THU Energiepark
Folgende Projekte sind an der Aufstellung und Nutzung des THU Energieparks beteiligt:
H2-Wandel
Die Errichtung des Wasserstofflabors erfolgt im Rahmen des Teilprojekts H2-Grid unter dem Dach von H2-Wandel Modellregion Grüner Wasserstoff Baden-Württemberg mit dem Ziel der Vernetzung von dezentraler Wasserstofferzeugung und den Verbrauchern. Das Projekt wird vom Land Baden-Württemberg und der EU über das Programm des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
„Entwicklung großtechnischer Optionen zum Einsatz von grünem Wasserstoff auf Basis des Netzboosterkonzepts zur Erhöhung der Netzstabilität“ (HydrogREenBoost)
Partner der THU im HydrogREenBoost Projektkonsortium sind das Karlsruher Institut für Technologie, TransNet BW und das Zentrum für Sonnenenergie. Und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg. Das Projekt wird vom Land Baden-Württemberg über das „Zukunftsprogramm Wasserstoff Baden-Württemberg“ gefördert.
E-Flex Campus THU
Die Errichtung des E-Ladeparks und des Batteriespeichers erfolgte im Rahmen des Projekts E-Flex CAMPUS THU aus der Förderinitiative INPUT2 der Umweltforschung des Landes Baden-Württemberg.
Verschiedene Projekte mit EU-, Bundes- und Landesförderung im Smart Grid Labor
Das Smart Grid Labor wird fortlaufend an aktuelle Forschungsfragen angepasst. Aktuelle Forschungsprojekte mit Arbeitsanteil Smart Grid Labor sind: CACTUS, eMpowerSYS, InterBDL, MeGA, Multi Level Test und SerendiPV. Die aufgeführten Forschungsprojekte werden aus Mitteln der EU, des Bundes (DFG, BMWK)
sowie des Landes Baden-Württemberg gefördert.
Bild: Impression vom Festakt. Bildquelle: Technische Hochschule Ulm.
