KMU Micro Grid Eine Lösung zur weitgehenden Strom- Eigenversorgung von KMU s auf Basis erneuerbarer Energiequellen

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1 KMU Micro Grid Eine Lösung zur weitgehenden Strom- Eigenversorgung von KMU s auf Basis erneuerbarer Energiequellen Dr. -Ing. Stefan Kempen AEG Power Solutions R&D ADV Arnsberger Energiedialog 21. November

2 Regenerativ erzeugte Energie optimal nutzen P Last P Erzeugung P Residual = P Last - P Erzeugung 2

3 Lösungsansatz Reduktion der maximalen Leistung am Netzanschlusspunkt Reduktion der aus dem Netz entnommenen elektr. Energie Maximierung der Nutzung selbst erzeugter elektr. Energie Wirtschaftliche Optimierung der Energieversorgung Maximale Leistung Arbeit (Energie) 3

4 Leistungsfluss Ausgangssituation: Typisches industrielles Standortnetz eines KMU s Zentrale Gebäudeleittechnik 2011 Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Beleuchtung, P Max = PRef = 1 pu PCC Einfache Top Down Struktur Unidirektionaler Leistungsfluss vom NAP zu den Verbrauchen Unidirektionaler Spannungsfall Lastausgleich erfolgt durch das öffentliche Stromnetz (soweit vorhanden, Laststeuerung durch die Gebäudeleittechnik) Geringe Benutzungsstundenzahl NAP W el = 1 pu h u = 2656h h u = Jahresenergieverbrauch Höchste Leistungsspitze 4

5 Leistungsfluss Schritt 1: Typisches Industrienetz mit erneuerbaren Energiequellen Betriebsführung des BHKW gemäß KWK-G Quellen Blockheizkraftwerk Fotovoltaik Betriebsführung der Fotovoltaikanlage gemäß EEG NAP Zentrale Gebäudeleittechnik Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Beleuchtung, 2012 P Max = 0, 99 pu PCC W el = 0, 4 pu h u = 1087h Erweiterung des Strandortnetzes um innovative erneuerbare Energiequellen Verringerung des Strombezugs aus dem öffentlichen Stromnetz Erzeugungs- und Verbrauchprofile nicht aufeinander abgestimmt Verschlechterung der Benutzungsstundenzahl!! Bidirektionaler Leistungsfluss (z.b. an Wochenenden) 5

6 Batterie Energie Speicher System BESS Kenndaten Nennleistung: Nennkapazität: Netzanschluss: Batteriespannung: 1,2 MW 1 einige MWh Mittel- oder Niederspannung 600 V Batterietechnologien: Blei-Säure, Lithium-Ionen, VRB Gehäuse: Standard ISO Container (modular) oder Installation in Gebäuden 1. PEAK SHAVING 2. PEAK DEMAND SHIFTING 3. LOAD LEVELING 4. FREQUENCY REGULATION & GRID SERVICES 6

7 Leistungsfluss Nächster Schritt: Vollständiges Integriertes KMU Micro Grid Speicher Power to Gas Batteriespeichersystem BESS Quellen Blockheizkraftwerk Fotovoltaik Netzqualität Spannungsregler Aktive Filter Micro Grid Regler NAP Zentrale Gebäudeleittechnik Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Beleuchtung, 2014 (Ziel) P Max = 0, 12 pu NAP W el = 0, 2 pu h u = 5000h Durch die Erweiterung um ein Speichersystem wird der Ausgleich zwischen Erzeugungs- und Lastprofil ermöglicht Die Betriebsführung des Speichersystems erfolgt durch einen zentralen Micro Grid Regler Sehr viel höhere Benutzungsstundenzahl für den über den NAP bezogenen Strom erreicht Erhöhung der Eigenverbrauchsquote für den am KMU Standort erzeugten Strom 7

8 Zusammenfassung Ein Micro Grid ermöglicht die verstärkte Nutzung regenerativer Energiequellen zur Versorgung von KMU s bei gleichzeitiger Entlastung der Netze Verringerung der aus dem Netz entnommenen elektrischen Arbeit (Energie) Vermindertes Arbeitsentgelt und Vermeidung von CO2 Emissionen Verringerung bzw. Vermeidung von Leistungsspitzen am Netzanschlusspunkt Vermindertes Leistungsentgelt & Entlastung der Netze Blindleistungsoptimierung Vermeidung des Entgeltes für den Bezug von Blindleistungsmehrarbeit Insgesamt optimierte Kosten für den Strombezug 8