Forschungsvorhaben BioStrom Demonstrationsanlage und Modifikationen Simulation und Betrieb optimierter Stromerzeugungskonzepte Ausblick / Fazit

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1 Das Vorhaben wird bearbeitet von Gefördert durch: Projektträger: Programmbegleitung: BioStrom Flexible Stromerzeugung durch optimierte Betriebsszenarien und Anlagenauslegung am Beispiel einer Demonstrationsanlage 03KB061: BioStrom Steuerbare Stromerzeugung Laufzeit: Statuskonferenz, Leipzig, Matthias Sonnleitner M. Phil., Technische Hochschule Ingolstadt Agenda Forschungsvorhaben BioStrom Demonstrationsanlage und Modifikationen Simulation und Betrieb optimierter Stromerzeugungskonzepte Ausblick / Fazit 2

2 Forschungsvorhaben BioStrom Ziel: bestehende Biogasanlagen in die Lage versetzen, steuerbar Strom zu erzeugen Entwicklung eines Systems zur steuerbaren, bedarfsgerechten Stromerzeugung durch Biogasanlagen Förderung 3 Forschungsvorhaben BioStrom Ziel: bestehende Biogasanlagen in die Lage versetzen, steuerbar Strom zu erzeugen Erarbeitung verschiedener Lösungskonzepte hinsichtlich steuerbarer Stromerzeugung Umsetzung eines Konzepts an einer bestehenden Biogasanlage Grundlage für deutschlandweite Umbaumaßnahmen an bestehenden und zukünftigen Biogasanlagen 4

3 Demonstrationsanlage und Modifikationen Demonstrationsanlage BGA Zellerfeld Biogasanlage Zellerfeld Standort Egling a.d. Paar (Landkreis Landsberg am Lech) Bemessungsleistung Substrateinsatz 700 kw el Rindergülle Grünroggen (GPS) Mais (GPS) Zuckerrüben 10 % 15 % 55 % 20 % 5 Demonstrationsanlage und Modifikationen Demonstrationsanlage BGA Zellerfeld Biogasanlage Zellerfeld Installierte BHKW 1: 549 kw el (Bestand) Leistung BHKW 2: 889 kw el (neu) Gesamt: kw el Gasspeicher Tragluftdach (Endlager) Lungenvolumen: m³ Speicherkapazität: (bei P bem = 700 kw el ) Verlagerungspotenzial: (bei P bem = 700 kw el ) ca. 6 h ca. 6 h 6

4 Demonstrationsanlage und Modifikationen Messtechnik 7 Simulation und Betrieb Steuerinstrumente Steuerinstrumente, die den Fahrplan vorgeben? Markt Spotmarkt EPEX Spot SE Day ahead Auktion Intraday Markt Spotmarkt bildet residuale Last ab Ausgleich fluktuierender Stromerzeugung aus EE Strommarkt bildet nicht regionale residuale Lasten ab 8

5 Simulation und Betrieb Steuerinstrumente Erzeugungsmanagement nach Spotmarkt EPEX Spot SE o Durchschnittliche Strompreise Simulation und Betrieb Simulationsmodell Erlösmaximierung anhand EPEX Spot Day-Ahead-Auktion o Lineares Optimierungsverfahren o EPEX-Preis im Tagesdurchschnitt o EPEX-Preis während Woche o EPEX-Preis während Jahr Gasspeicherdauer o 6 / 12 / 24 h Leistungsverhältnis P inst /P bem o 1,25 / 1,75 / 2 / 3 10

6 Simulation und Betrieb Fahrplan Fahrplan (P bem = 700 kw el ) 11 Simulation und Betrieb Fahrplan Eingabe des Fahrplans in die Anlagensteuerung Abrechnung mit Stromvermarkter über ¼-Stunden-Messung der registrierenden Leistungsmessung 12

7 Simulation und Betrieb Messergebnisse Bsp.: Betrieb der BGA Zellerfeld ( ) 13 Simulation und Betrieb Messergebnisse Bsp.: Elektrische Leistung der BGA Zellerfeld ( ) 14

8 Simulation und Betrieb Messergebnisse Bsp.: Leistungsbereitstellung während des Start- und Ausschaltvorgangs der BHKW 15 Simulation und Betrieb Messergebnisse Bsp.: Gasspeicherauslastung an der BGA Zellerfeld ( ) 16

9 Demonstrationsanlage und Modifikationen Messergebnisse Normierung des Gasspeicherinhalts Gastemperatur im Speicher mit Umgebungsbedingungen (Juni 2014 wärmster Tag des Jahres) Nm³ Nm³ 17 Ausblick / Fazit Spotmärkte der EPEX Spot bilden die fluktuierende Stromerzeugung aus EE ab und eignen sich deshalb als Steuergröße für Stromerzeuger auf Basis von Bioenergie Verlauf der Strompreise gibt handhabbare Fahrpläne vor Messtechnische Ausstattung der BGA Zellerfeld ermöglicht Demonstration der flexiblen Stromerzeugung und Übertragung der Ergebnisse auf weitere Biogasanlagen Weitere Optimierung notwendig Berücksichtigung der Bedingungen im Verteilnetz bei der Fahrplanerstellung 18

10 Prof. Dr.-Ing. Wilfried Zörner Telefon Telefax M.Phil. Matthias Sonnleitner B.Eng. Katharina Bär Telefon Telefax Dipl.-Ing. (FH) Georg Häring Technische Hochschule Ingolstadt Institut für neue Energie-Systeme (InES) Esplanade 10, Ingolstadt 19