Die Lösung von GridSystronic Energy im Detail

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1 PRESSEMITTEILUNG -- Hintergrund Albstadt, 16. Oktober 2015 Die Lösung von GridSystronic Energy im Detail Durch die fluktuierende und dezentrale Einspeisung vor allem von Wind- und Sonnenstrom in das Stromnetz stehen die Akteure der Energiebranche vor großen Herausforderungen. Das Leitungsnetz, insbesondere die regionalen Verteilnetze, sind stark belastet und können nur mit großem Aufwand stabil gehalten werden. Auch die Preise an den Strombörsen wie der European Energy Exchange (E- EX) mit Sitz in Leipzig, werden immer mehr volatil. Den Gefahren durch Netzüberlastung und hohen Beschaffungskosten kann durch die gesteuerte Einspeisung auch der kleinen Erzeuger (unter 100 kw) in das Stromnetz begegnet werden. Smart Grids, also intelligente Netze und Smart Markets sind Schlagwörter für mögliche Lösungen. Die bisher bestehenden Lösungen für die Steuerung von virtuellen Kraftwerken sind in der Regel auf spezifische Rahmenbedingungen angepasste Insellösungen, die nicht ohne weiteres auf andere Aufgaben und Problemfelder anwendbar sind. Außerdem sind sie meist so teuer und kompliziert in der Steuerung, dass schon dadurch ein wirtschaftlicher Betrieb unmöglich wird. Die Aufgabe besteht deshalb darin, die Vielzahl der Energieerzeuger und Speichertechnologien im Netz zu sehen und sie intelligent zu steuern um so eine sinnvolle Energiewende mitzugestalten. Grafik 1; Schema virtuelles Kraftwerk mit zentraler Steuerung Die von GridSystronic Energy zum Patent angemeldete Lösung macht die eingespeiste Energie unabhängig vom Anlagetyp, Hersteller oder der Leistung transparent sowie zuverlässig und mit aktuellen GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 1 von 6

2 Daten steuerbar. Außerdem ist sie wirtschaftlich und einfach in der Anwendung. Der Hauptunterscheid liegt darin, dass dieses Produkt nicht für ein bestimmtes Problem entwickelt wurde, sondern aus einer ganzheitlichen Betrachtungsweise der Rahmenbedingungen entstand. Der Nutzen Weil die Anschlusskosten drastisch gesenkt wurden können jetzt auch kleine Anlagen (BHKW, Batteriespeicher, Wärmepumpen, PV-Anlagen, etc.) in ein virtuelles Kraftwerk eingebunden werden. Damit ist es möglich, die Flexibilitätspotentiale dieser kleinen Erzeugungsanlagen und Lasten zu erschließen, z.b. für die Eigenstromversorgung und für Smart Grids. Stadtwerke/EVU aber auch Firmen mit mehreren Standorten oder Direktvermarkter können mit den Instrumenten von GridSystronic Energy neue Geschäftsfelder erschließen. Betreiber von kleinen Erzeugungsanlagen können den von ihrer Anlage erzeugten Strom attraktiv vermarkten. Die Elemente der GridSystronic Energy Lösung Grafik 2: Die Elemente der GridSystronic Energy Lösung Die GridSystronic Energy-Box (GSE-Box) Die GSE-Box wird an der Erzeugungsanlage bzw. Speicher (BHKW, Solaranlage, Biogasanlage, Speichertechnologien, etc.) angeschlossen und ist nur zuständig für die Kommunikation mit GridSystronic Energy-Server (GSE-Server). Diese Box ist mit vielfältigen Schnittstellen und Protokollen für die Bus- Kommunikation und Fernkommunikation ausgestattet. Dadurch, dass sie keine Datenhaltung übernimmt, keine Steuerungseinheit für den Tagesfahrplan der Anlage ist und auch keine lokale Optimierung leisten muss, ist sie mit ca. 200 Euro sehr günstig in der Anschaffung. Optional kann sie mit Notstromversorgung ausgestattet werden. Auf dem GS-Server sind bereits Protokolle für eine Vielzahl von Anlagen hinterlegt, so dass der Anschluss neuer Anlagen sehr einfach ist. Die GridSystronic Energy Kommunikation Im Betrieb baut die GSE-Box etwa jede Minute eine Verbindung mit dem GSE-Server auf. Dabei holt sie Steuerbefehle ab und überträgt aktuelle Daten. Diese Kommunikation erfüllt höchste Sicherheits- GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 2 von 6

3 anforderungen. Die GSE-Box ist von außen, auch vom GSE-Server, nicht ansprechbar. Außerdem kann nur die GSE-Box die Kommunikation starten und auch nur diesen einen Server anrufen. Dadurch ist sie für Angriffe von Dritten unsichtbar. Jede GSE-Box hat ein eigenes Zertifikat und die Daten werden verschlüsselt übertragen. Bei der Anfrage prüft der GSE-Server, ob das Zertifikat bei ihm hinterlegt ist. Wenn nicht, antwortet der Server nicht. Nur wenn das Zertifikat hinterlegt ist, werden Kommandos an die Box übertragen sowie die Daten zurück übertragen. Diese Sicherheitsarchitektur ist dem BSI-Schutzprofil (Smart Meter) überlegen. Der GridSystronic Energy-Server (GSE-Server) Das Herz des Systems ist der GSE-Server. Dieser wird mit allen erforderlichen Installationen ausgeliefert, es ist keine Installation oder Nachinstallationen durch den Kunden erforderlich. Optional können Kunden den Serverbetrieb und die Steuerung auch als Dienstleistung einkaufen. Der GSE-Server bietet eine einheitliche, herstellerunabhängige Nutzeroberfläche für beliebig viele Benutzer und Benutzergruppen sowie ein einfaches Rechtemanagement. Mit Software-Modulen für Monitoring und virtuelle Kraftwerks-Komponenten wie z.b. DayScheduler und EnergyPlanner liefert er die Zentrale Intelligenz. Das selbstlernende, subdominante und selbstheilende Steuerungskonzept des GS-Servers ist beim Europäischen Patentamt zum Patent angemeldet. In der Lernphase werden das tatsächliche Verhalten und die Energieflüsse der Anlage beobachtet. Das System ermittelt auf dieser Basis die Freiheitsgrade im virtuellen Kraftwerk. Dafür sind nur wenige Betriebsparameter erforderlich, es werden keine detaillierten Anlagenparameter erfasst. Dadurch ist der Anschlussaufwand für die einzelne Anlage sehr gering. Durch das subdominante Prinzip bleibt die Steuerungsfähigkeit der Anlagen vor Ort immer erhalten. Wenn die Internetverbindung oder der GSE-Server ausfällt, wird die Anlage entsprechend der eigenen Betriebsführung gesteuert. Niemand muss fürchten, dass die z.b. durch ein BHKW versorgten Mieter kalte Füße bekommen. Fällt eine einzelne Anlage in dem virtuellen Kraftwerk aus (Internetstörung, Anlagenstörungen, Wartungen) ist das System selbstheilend. Dessen Leistung wird im Störungsfall minutengenau durch andere Anlagen ausgeglichen. Das System ist so programmiert, dass es in der Summe eine möglichst hohe Zielerreichung des vorgegebenen Tagesfahrplans erzielt. GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 3 von 6

4 Die Module: EnergyPlanner und DayScheduler Grafik 3: EnergyPlanner und DayScheduler Die zentralen Steuerungsoptionen für das virtuelle Kraftwerk sind der EnergyPlaner und der Day- Scheduler. Der EnergyPlanner erstellt einen Tagesfahrplan für den nächsten Tag für den Einsatz der VKK-Anlagen unter Berücksichtigung von Prognosen oder Zeitreihen. Der DayScheduler arbeitet den Fahrplan ab und reagiert unmittelbar auf Prognoseabweichungen oder Störungen. Beide Module arbeiten nach bestimmten Regelwerken, die von den Betreibern ausgewählt und modifiziert werden können. Beispiel: Strom-Beschaffungskosten EVU/Stadtwerk Grafik 4: Situation heute: Viele Erzeuger speisen unsichtbar und unkontrolliert in das Netz ein und sorgen so für eine hohe Volatilität und hohen Abweichungen des Angebotes von der Nachfrage. Dies führt zwingend zu mehr Aktivitäten im Intraday Markt und damit zu hohen Beschaffungskosten. GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 4 von 6

5 Grafik 5: Die Lösung der GridSystronic Energy GmbH: Das virtuelle Kraftwerk bündelt alle vorhanden Informationen und steuert die Energie wie ein einzelnes Kraftwerk mit kontinuierlich und planbar erzeugter Energie. Die Planungssicherheit erhöht sich der Intraday Bezug nimmt ab die Kosten sinken. GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 5 von 6

6 Die Partner im Demonstrationsprojekt mikrovkk GridSystronic Energy GmbH Die GridSystronic Energy GmbH ist ein Start-Up, das durch intelligentes Energiemanagement einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten will. Das Unternehmen Mayer & Cie. mit Sitz in Albstadt, der weltweit führende Hersteller von Rundstrickmaschinen, hat sich im Rahmen seiner Wachstumsstrategie als langfristiger Investor an dem von dem IT-Experten Stefan Jägers gegründeten Unternehmen beteiligt. schäffler sinnogy schäffler sinnogy ist ein junges Innovationsunternehmen in Freiburg i.br. Schwerpunkte im Bereich Energie sind innovative Geschäftsmodelle und Vertriebslösungen für die dezentrale Erzeugung, Speicherung und Vermarktung von erneuerbaren Energien. Im Bereich Innovation unterstützt schäffler sinnogy Startups und etablierte Unternehmen, mit schlanken Innovationsmethoden und -strategien schneller und erfolgreicher neue Märkte zu erschließen. Schäffler sinnogy ist Initiator und Koordinator des solbat-anwendernetzwerks für Energiespeicher. Hochschule Offenburg An der Hochschule Offenburg beteiligt sich das Institut für Energiesystemtechnik INES mit dem Bereich Nachhaltige Energiewirtschaft (Prof. Dr. Anke Weidlich) an dem Vorhaben. Im Fokus der Arbeit des Instituts steht die Untersuchung und Entwicklung von Systemen zur nachhaltigen Energienutzung. In unterschiedlichen Projekten werden dort Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz sowie der Nutzung erneuerbarer Energien erforscht. Prof. Dr. Weidlich beschäftigt sich dabei mit energiewirtschaftlichen Fragestellungen sowie Smart Grids und wird in dem Projekt vor allem die Wirtschaftlichkeit und Smart Grid-Potentiale der getesteten Lösung evaluieren. GridSystronic Energy GmbH - PM Förderung mikrovkk - HintergrundStand : /Seite 6 von 6