Integration von Mini-BHKW in die Niederspannungsnetze von Deutschland und Kasachstan

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Beschreibung

Diese Arbeit betrachtet theoretisch die Zusammenhänge bei der Integration von Mini-BHKW in Niederspannungsnetze anhand von Beispielen aus Deutschland und Kasachstan. Für nähere Untersuchungen werden ein städtisches Netz aus Deutschland und ein ländliches Netz aus Kasachstan nach zur Verfügung gestellten Netzdaten ausgewählt. Für die deutschen Netze wird der Ersatz von Nachtspeicherheizungen durch Mini-BHKW und eine intelligente Integration der dezentralen Erzeuger ins Niederspannungsnetz betrachtet. Die Herausforderungen im kasachischen Netz betreffen die Spannungshaltung und die Netzverluste. Die Übertragung der Erfahrungen aus der Einführung von dezentralen Erzeugern ins Niederspannungsnetz aus Deutschland ist hilfreich für die geplante Modernisierung der kasachischen Netze. Die Einflüsse der dezentralen Erzeuger auf Spannungshaltung und Verluste der Niederspannungsnetze werden untersucht.
Als Grundlagen werden die Arten der Energieversorgungssysteme, wie Versorgung elektrischer Energie mit großen Kraftwerken, Kraft-Wärme-Kopplungen und Mini-Blockheizkraftwerken, miteinander verglichen, sowie die Netzstrukturen, Verbraucherarten und Primär- und Endenergieträger bei der Erzeugung elektrischer und thermischer Energien beider Länder betrachtet.
Nach Feststellung der Unterschiede der untersuchten Netze werden die Verbraucherarten in beiden Netzen analysiert und für weitere Lastflussberechnungen Spitzenleistungen, Gleichzeitigkeitsfaktoren und Leistungskoeffizienten berechnet und zusammengestellt.
Die Integration der Mini-BHKW in die untersuchten Niederspannungsnetze von Deutschland und Kasachstan wird gemäß wärmegeführter Betriebsweise vorgenommen. Die weitergehenden Betrachtungen bedürfen thermischer Lastprofile von Mehrfamilienhäusern und elektrischer Lastprofile der Niederspannungsnetze. Die thermischen Lastprofile für Mehrfamilienhäuser werden gemäß der VDI 4655-Norm ermittelt. Zur Verwendung der Lastprofile nach VDI 4655-Norm für Mehrfamilienhäuser aus Kasachstan werden Klimadaten von unterschiedlichen Orten Kasachstans mit deutschen Klimadaten verglichen. Als Netzlastprofile werden standardisierte Lastprofile (VDEW-Standardlastprofile) für beide Netze verwendet.
Für eine einheitliche Betrachtung der Lastprofile werden die gemessenen Netzlastprofile aus dem kasachischen Netz und gemessene Daten aus dem deutschen Netz mit den standardisierten Lastprofilen verglichen.
Netze mit Nachtspeicherheizungen sowie ohne und mit dezentralen Erzeugern werden in verschiedenen Szenarien durch Lastflussberechnungen untersucht und bewertet. Die Simulation der untersuchten Netze wird mit dem Programm NEPLAN durchgeführt.