Entwicklung eines Mittelspannungs- Batteriespeicherkonzeptes

Der zunehmende Anteil an fluktuierenden Einspeisern (z. B. Windkraft- und Photovoltaikanlagen) in das elektrische Netz sowie neuartige Verbraucher (z. B. Elektrofahrzeuge) erfordern kurzfristige Ausgleichsenergie mit teils hoher Engpassleistung, die unter anderem auch durch grose, zentrale Speicher abgedeckt werden kann. Derartige Speicher sitzen vorzugsweise im Verteilnetz und sind an ein Gleichspannungssystem angeschlossen. Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsprojektes wird auf Konstruktions- und Sicherheitsaspekte eines derartigen Hochspannungs-/Hochleistungsspeichers eingegangen. Eine vergleichsweise einfache Leistungselektronik, bestehend aus einem Buck- und einem Boost-Zweig, ist vorgesehen, um den Speicher zu laden bzw. zu entladen. Der Speicher besteht aus 1-kV-Einzeleinschuben, die mittels einer geeigneten Gleitkontaktanordung und einem Shunt unterbrechungsfrei (wahrend des Betriebes) aus dem System entnommen werden konnen. Zur Untersuchung des Verhaltens von Isolierstoffen bei hohen Gleichspannungen, erhohter Temperatur und bei Umschwingen der Systemspannung erfolgte der Aufbau einer Prufanordnung. Erste Tests zeigten keinen wesentlichen Einfluss von Temperatur und Ladungstrageragglomeration auf das Uberschlagsverhalten an einem Plexiglasisolator wie auch an einem Duroplastisolator. Abschliesend erfolgte eine Untersuchung der Neigung zur Heiskontaktbildung in Gleichspannungssystemen mittels reprasentativer Versuche. Neben bekannten Lichtbogenentladungen, die bei sich sehr langsam offnenden Kontakten und bei kleinem Kontaktspalt entstehen, zeigten sich auch „glowing contacts“, die eine sehr lang andauernde und stabile Plasmaentladung ausbilden. Diese Phanomene scheinen sich im Vergleich zu Wechselspannungssystemen wesentlich stabiler auszubilden, weswegen einer der nachsten Schritte die Entwicklung einer geeigneten Detektion von seriellen Kontaktversagen sein soll.