Am länderübergreifenden Verbundprojekt WindNODE ist Prof. Dr.-Ing. Harald Weber (Institut für Elektrische Energietechnik) mit seinem Team beteiligt.
WindNODE ist das „Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands“. Unter der politischen Schirmherrschaft der Regierungschefs der sechs ostdeutschen Bundesländer forschen und testen über 70 Projektpartner aus Wissenschaft und Industrie an massentauglichen Musterlösungen für die Energiewende. Gefördert wird WindNODE durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Die Universität Rostock ist in diesem sogenannten Reallabor durch den Lehrstuhl für elektrische Energieversorgung vertreten. Die vom Lehrstuhlinhaber Prof. Dr.-Ing. Harald Weber entwickelten Konzepte des „Wasserstoff-Speicherkraftwerks“ und der „Winkelregelung“ finden derzeit in der nationalen und internationalen Fachwelt große Beachtung. Auf Grundlage dieser Ideen wird an der Universität Rostock im Rahmen von WindNODE ein Ansatz zur vollregenerativen Stromversorgung der ostdeutschen Bundesländer erarbeitet.
Aufgabe des Wasserstoff-Speicherkraftwerks ist es, die fluktuierende Leistungseinspeisung durch Erneuerbare Energien im Stromnetz auszugleichen. Dabei muss zu jedem Zeitpunkt exakt so viel Leistung produziert werden, wie die Verbraucher gerade benötigen. Sprunghaft auftretende Leistungsungleichgewichte – z.B. das Zu- und Abschalten großer Erzeuger oder Verbraucher – müssen augenblicklich und über einen beliebig langen Zeitraum hinweg kompensiert werden. Um dies zu ermöglichen, verfügt das Wasserstoff-Speicherkraftwerk über drei Speicherelemente: Einen Kondensator, eine Batterie und einen Wasserstoffspeicher. Im Wasserstoffspeicher wird bei einem Überangebot von elektrischer Leistung über einen Elektrolyseur aus Strom Wasserstoff erzeugt. Dieser kann in großen Mengen langfristig gespeichert und bei Engpässen über eine Brennstoffzelle in elektrische Energie zurückgewandelt werden. Da das Anfahren dieser Prozesse Zeit benötigt, ist im Wasserstoff-Speicherkraftwerk zusätzlich eine Batterie vorgesehen. Diese soll auftretende Leistungsungleichgewichte kurzfristig ausgleichen, bis der Wasserstoffspeicher übernehmen kann. Häufige sprunghafte Leistungsänderungen, wie sie im Netz auftreten, gehen jedoch zu Lasten der Batterielebensdauer. Deshalb wird ein Kondensator benötigt. Dieser ist in der Lage, Leistung sofort und über einige Sekunden hinweg ein- und auszuspeichern, ohne dass seine Lebensdauer beeinträchtigt wird. Das verschafft der Batterie Zeit, ihre Leistung langsam auf den benötigten Wert zu fahren, was deren Lebensdauer um ein Vielfaches erhöht. Als Reallabor soll ein solches Wasserstoff-Speicherkraftwerk in den nächsten Jahren als "Wasserstoff-Referenzkraftwerk Lausitz" mit einer Leistung von 10 Megawatt im Energiepark Schwarze Pumpe entstehen.
Bei der Winkelregelung handelt es sich um ein Regelkonzept für konverterbasierte Erzeugungsanlagen. Sie regelt den Spannungswinkel an den Konverterklemmen so, dass exakt die benötigte Leistung ins Netz abgegeben werden kann.
Der Lehrstuhl für elektrische Energieversorgung kann auf nunmehr fast 30 Jahre erfolgreicher nationaler und internationaler Forschung zurückblicken. Die Themengebiete reichen dabei von der detaillierten Modellierung einzelner Kraftwerksanlagen in Entwicklungsländern über das Erstellen von Netzausbauplänen für Mecklenburg-Vorpommern bis hin zu dynamischen Simulationen für das gesamte europäische Verbundnetz (ENTSO-E). In den letzten Jahren gelangten zusätzlich die Integration erneuerbarer Energien und der Netzwiederaufbau nach Black Out in den Fokus. Derzeitige Untersuchungen beschäftigen sich mit technischen und wirtschaftlichen Konzepten für die Energieversorgung der Zukunft.