Smart Grid Content Learning Material for a Clean Enviroment

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1 Smart Grid Content Learning Material for a Clean Enviroment - Project supported by Cisco Systems - Projekt Konsortium Cisco Networking Academys HTTP Foundation, Hungary TGM, Austria Berufskolleg Mülheim, Germany IT-Bildungsnetz e.v. (Projektsteuerung) Berlin, den

2 Projektübersicht Titel Smart Grid Content Learning Material for a Clean Enviroment Laufzeit Idee Projektträger Partner Projektinput 1. Projektphase ab März 2013, 18 Monate Curricula / Module Smart Grid als Ergänzung des Cisco Networking Academy Programs zur IP-basierten Netzwerktechnologie auf der Online-Plattform NetSpace IT-Bildungsnetz e.v. (Deutschland) Cisco Networking Academys (Central Europe), TGM (Österreich), HTTP Foundation (Ungarn), Berufskolleg Mülheim (Deutschland) Mülheim, Wien und Kempten (Wildpoldsried)

3 Was sind Smart Grids? Smart Grids sind ein Teil der komplexen Antworten auf die Fragen, die sich aus der Energiewende (in Deutschland) ergeben. Mit der Abschaltung der Kernkraftwerke bis zum Jahr 2022 findet eine erhebliche Verschiebung der Energieträger und zulieferer statt. Die Herausforderung besteht in der Verbindung von zentralen u. dezentralen Formen der Energieerzeugung mit unterschiedlichen Energiepotentialen (Kohle, Gas, Wind, Solar, Geothermie usw.). Mit einem intelligenten Strom-Management, basierend auf den Smart- Grid-Technologien, ist die Stromerzeugung verschiedener Energieformen vereinbar und eine bedarfsangepasste Verteilung zu realisieren. Smart Grids organisieren die Stabiltät der Stromversorgung.

4 Technologiefelder Smart Grid* *nach Hans-Jürgen Appelrath, Henning Kagermann, Christoph Mayer (Hrsg.): > Future Energy Grid, acatech Studie, Oldenburg Asset Management für Netzkomponenten wirtschaftliche Verwaltung der Anlagegüter 2. Netzleitsysteme Überwachung/Steuerung Versorgungsnetze, Kommunikation mit übergeordneten Netzebene 3. Wide Area Measurement-Systeme Messung/Übertragung/Archivierung/Visualisierung zeitsynchronisierter Phasorenmesswerte zur Systemstabilisierung 4. Netzautomatisierung Datenverarbeitung aus Netzkomponenten u. Messumformern, um Netzkomponenten steuern 5. FACTS - leistungselektronische Steuerungssysteme, um Leistungsflüsse in elektrischen Energieversorgungssystemen zu beeinflussen (eingebettete IKT-Komponenten) 6. IKT-Konnektivität Kommunikationstechnologien und informationstechnischen Voraussetzungen zur Auffindung und Anbindung unter garantierten Quality of Service von Energiekomponenten in Smart Grid-Anwendungen (IPv6 bis LTE) 7. Asset Management für dezentrale Erzeugungsanlagen wirtschaftliche Verwaltung der Anlagegüter 8. Regionale Energiemarktplätze Ermöglichung von aktiver Marktteilnahme von Industrie, Gewerbe und Privatkunden um Lastflexibilitäten sowie dezentrale Erzeugung durch neue Tarifsysteme aktiv in den Markt zu integrieren 9. Handelsleitsysteme/Handelsleitstand Werkzeug für Energiehändler zur Analyse und Ausführung des Energiehandels 10. Prognose-Systeme Verarbeitung verbrauchs- oder erzeugungsbezogene Messgrößen 11. Business Services Geschäftsprozesse optimal zu steuern (Ressourcennutzung, Kostenminimierung, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit) 12. Virtuelle Kraftwerkssysteme IKT-technische Bündelung von Anlagen (Verbrauch/Erzeugung) zur Lieferung von Wirkleistung, Systemdienstleistungen oder Regelenergie 13. Anlagenkommunikations- und Steuerungsmodule eingebettete Systeme in dezentralen Verbrauchern, Erzeugern und Speicher zur Steuerung und Kommunikationsanbindung 14. Advanced Metering Infrastructure Verbrauchsmessung Abbildung von Smart-Metering-Prozessen, Übertragung und Verarbeitung von Smart-Meter-Massendaten 15. Smart Appliances Geräte (Haushalt, Gebäuden u. Kleingewerbe) mit intelligenter Steuerung und Kommunikationsbindung 16. Industrielles Demand Side Management/Demand Response Beeinflussung Energiebedarf durch Tarife über einen Energielieferanten oder über Strompreise, über ein eigenes Beschaffungsmanagement / die direkte Einflussnahme auf Verbrauchsanlagen 17. Integrationstechniken Kopplung heterogener Systeme u. Systemlandschaften (syntaktische u. semantische Interoperabilität) 18. Datenmanagement IT-Technologien zur semantischen Beschreibung, Aggregation, Analyse, Strukturierung und Speicherung von Daten 19. Sicherheit Funktionssicherheit (Safety) und Informationssicherheit (Security)

5 Technologiefelder Smart Grid* *nach Hans-Jürgen Appelrath, Henning Kagermann, Christoph Mayer (Hrsg.): > Future Energy Grid, acatech Studie, Oldenburg Asset Management für Netzkomponenten wirtschaftliche Verwaltung der Anlagegüter 2. Netzleitsysteme Überwachung/Steuerung Versorgungsnetze, Kommunikation mit übergeordneten Netzebene 3. Wide Area Measurement-Systeme Messung/Übertragung/Archivierung/Visualisierung zeitsynchronisierter Phasorenmesswerte zur Systemstabilisierung 4. Netzautomatisierung Datenverarbeitung aus Netzkomponenten u. Messumformern, um Netzkomponenten steuern 5. FACTS - leistungselektronische Steuerungssysteme, um Leistungsflüsse in elektrischen Energieversorgungssystemen zu beeinflussen (eingebettete IKT-Komponenten) 6. IKT-Konnektivität Kommunikationstechnologien und informationstechnischen Voraussetzungen zur Auffindung und Anbindung unter garantierten Quality of Service von Energiekomponenten in Smart Grid-Anwendungen (IPv6 bis LTE) 7. Asset Management für dezentrale Erzeugungsanlagen wirtschaftliche Verwaltung der Anlagegüter 8. Regionale Energiemarktplätze Ermöglichung von aktiver Marktteilnahme von Industrie, Gewerbe und Privatkunden um Lastflexibilitäten sowie dezentrale Erzeugung durch neue Tarifsysteme aktiv in den Markt zu integrieren 9. Handelsleitsysteme/Handelsleitstand Werkzeug für Energiehändler zur Analyse und Ausführung des Energiehandels 10. Prognose-Systeme Verarbeitung verbrauchs- oder erzeugungsbezogene Messgrößen 11. Business Services Geschäftsprozesse optimal zu steuern (Ressourcennutzung, Kostenminimierung, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit) 12. Virtuelle Kraftwerkssysteme IKT-technische Bündelung von Anlagen (Verbrauch/Erzeugung) zur Lieferung von Wirkleistung, Systemdienstleistungen oder Regelenergie 13. Anlagenkommunikations- und Steuerungsmodule eingebettete Systeme in dezentralen Verbrauchern, Erzeugern und Speicher zur Steuerung und Kommunikationsanbindung 14. Advanced Metering Infrastructure Verbrauchsmessung Abbildung von Smart-Metering-Prozessen, Übertragung und Verarbeitung von Smart-Meter-Massendaten 15. Smart Appliances Geräte (Haushalt, Gebäuden u. Kleingewerbe) mit intelligenter Steuerung und Kommunikationsbindung 16. Industrielles Demand Side Management/Demand Response Beeinflussung Energiebedarf durch Tarife über einen Energielieferanten oder über Strompreise, über ein eigenes Beschaffungsmanagement / die direkte Einflussnahme auf Verbrauchsanlagen 17. Integrationstechniken Kopplung heterogener Systeme u. Systemlandschaften (syntaktische u. semantische Interoperabilität) 18. Datenmanagement IT-Technologien zur semantischen Beschreibung, Aggregation, Analyse, Strukturierung und Speicherung von Daten 19. Sicherheit Funktionssicherheit (Safety) und Informationssicherheit (Security)

6 Projektidee - Ausgangspunkt Frage: Antwort: Aber: Antwort: Frage: Antwort: Wer installiert eigentlich die Smart Grids? Die Experten. Wie wird man Experte? Durch Ausbildung. Eine neue Ausbildung? Nein, es dauert zu lange, bis die Ausbildungsordnung geändert wird. Projektansatz: Wir nehmen ein bestehenden Ausbildungsweg und ergänzen diesen durch die Anforderungen der neuen Technologien mit Modulen aus der Praxis ohne in die anerkannten Berufsausbildungssysteme einzugreifen und nutzen ein bewährtes, naheliegenden Verbreitungsweg innerhalb des Bildungssystems.

7 Projektidee - Schnittmengen Schnittmenge: Cisco Networking Academy Program Studenten lernen in diesem Programm den Umgang mit IPbasierten Netzwerktechnologien. Das Programm ist als Ausbildungsergänzung in der betrieblichen Ausbildung sowie an Hochschulen weit verbreitet, in der Industrie bekannt und unterliegt strengen Qualitätskontrollen. Die Online-Plattform NetSpace kann zusätzliches Lernmaterial aufnehmen. Das Akademie-Programm ist ein Non-Profit-Bereich, d.h. es fallen keine Vertriebskosten an / es besteht kein kommerzielles Interesse.

8 Projektidee der Weg Wir bilden ein Consortium aus Smart Grid-Experten u. -Anwendern IP-Netzwerkspezialisten Smart Grid-Industrievertretern (Online-Aus-) Bildungsexperten (Ausbilder, Lehrer u. Dozenten) und entwickeln zwei Lern-Modul-Konzepte: 1. Smart Grid für Elektrotechniker, (IT-System-) Elektroniker, 2. Smart Grid für Ingenieure und koppeln es an die Online-Plattform NetSpace.

9 Lernmaterialien I: Smart Grid Basics Einführung: Smart Grid Basics Energiewende in Deutschland Nationale Verteilung der Energieerzeuger Traditioneller Stromnetzaufbau Kraftwerk und Prosumer: dezentrale und zentrale Stromerzeugung Stromnetz der Zukunft: MSR IP-basierter Informationsaustausch Stabilität der Stromnetze durch Datenaustausch Verschmelzung von Strom- und Datennetzen Netzwerktechnolgie (CCNA) Smart Devices: Smart Meter,

10 Lernmaterialien II: Smart Grid Expert Higher Education: Smart Grid Expert Stabilität der Stromnetze durch Datenaustausch Verschmelzung von Strom- und Datennetzen IP-basierte Netzwerke (CCNA) Smart Devices: Smart Meter,. Stromnetz der Zukunft: IP-basierte MSR Packet Tracer: Micro Smart Grid - Simulation 1 Packet Tracer: Regionales Smart Grid - Simulation 2 Packet Tracer: Macro Smart Grids - Simulation 3

11 Lernmaterialien Wie entwickeln? Entwicklungslinien Smart Grid Lernmaterialien: bestehende Materialien innerhalb der NetAcads bestehende Materialien außerhalb der NetAcads bestehende Materialien innerhalb des Cisco Curriculums neue Materialien innerhalb der Community Zusammenführung durch Experten der Berufsausbildung innerhalb der Cisco NetAcads. Evaluation innerhalb der Cisco NetAcads und mit Projektpartnern. Freigabe der Lernmaterialien innerhalb der NetSpace-Nutzer.

12 Project plan Best Practice / Development Kickoff-Conference (March 2013) - done On-boarding additional stakeholders (until to July 2013) in action Needs analysis of competences (until August 2013) Identify the existing modules in the field of smart grid education/trainings (until September) Focus on modules of best practice in teaching in the field of Smart Grid until Nov 2013) Resume exisiting modules (until January) Conglomerate the best models to one teaching program (until March) Pre-final project report (March 2013)

13 Project plan Trainings / Evaluation Start trainings (from March 2014) Evaluate trainings (after first course) Dissemation to other academies via ASCs in Germany (from April 2014) Dissemination to the project partners (from May 2014) Localize the Smart Grid-Program (from May 2014) Overall Monthly conferences in the core team (project partners) for a transparent exchange of information, experiences and know-how

14 Partners and their roles IT-Bildungsnetz e.v. TGM, Austria Berufskolleg Muelheim, Germany HTTP Foundation, Hungary Cisco Networking Academies Project Lead Manager of all project needs Power engine of the consortium Experience Exchanger Curriculum Developer Experience Exchanger Curriculum Developer Experience Exchanger Internationaliser Curriculum Developer for international use of the new learning material User and Feedback Providers

15 Kontakt Tobias Koeppel Geschäftsführer Vanessa Verstegen Projektkoordinatorin Veronika Lietz Vorstandsassistenz more information more than an ASC

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