Mit DeM smart operator.

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1 RWE Deutschland Mit DeM smart operator. Die intelligente netzsteuerung vor Ort in unserem smart Country-programm. RWE Deutschland AG Kruppstraße Essen T F I

2 vorwort 03 smart CountrY erprobt Die energiewende. auch Mit intelligenter netzsteuerung vor ort. Lüdinghausen Münsterland Haren Emsland Energie kannte früher nur eine Richtung. Der in Kraftwerken erzeugte Strom floss wie in einer Einbahnstraße durch die Netze zum Verbraucher. Mit der Energiewende gibt es nun Gegenverkehr, der deutlich zunimmt. Denn immer mehr Haushalte verbrauchen nicht nur Strom, sie produzieren ihn auch. Die Photovoltaikanlage auf dem Dach oder das Mikro-Blockheizkraftwerk im Keller machen es möglich. Der wachsende Anteil dezentraler Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen erfordert einen Um- und Ausbau unserer Netze. Denn der Stromertrag aus Wind und Sonne ist wechselhaft und lässt sich nicht genau planen. Deshalb müssen die Stromnetze flexibler werden, um trotz solcher Schwankungen stabil zu bleiben. Dr. Joachim Schneider, Vorstand Technik, RWE Deutschland AG Bitburg-Prüm Eifelkreis Wincheringen Trier-Saarburg Argenthal Hunsrück Kisselbach Rhein-Hunsrück Eine Möglichkeit ist die technologische Aufrüstung bestehender Netze. Bei der Entwicklung der dazu erforderlichen Technik sind wir von RWE Deutschland Schrittmacher. So testen wir im Projekt Smart Country die effiziente Integration von mehr erneuerbarer Energie in die Verteilnetze. Ein Baustein ist die intelligente Netzsteuerung vor Ort durch den Smart Operator. Die praktischen Erkenntnisse dazu liefern drei innovative Modellprojekte. Wertachau Bayerisch-Schwaben Dr. Joachim Schneider Smart Operator-Projektstandort

3 04 smarte netze smarte netze 05 MeHr erneuerbare energie erfordert MeHr neue ideen fürs netz. Mit der Energiewende verstärkt Deutschland den Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen. Mehr Strom aus Wind und Sonne sowie von vielen dezentralen Erzeugern stellt unsere Stromnetze vor neue Aufgaben. Sie müssen intelligenter werden, um eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Erneuerbare Energien sicher transportieren Große Windkraftanlagen arbeiten genauso wie kleine Photovoltaikanlagen auf dem Hausdach wetterabhängig. Daher sind Energieangebot und -nachfrage wechselhaft. Um den aus erneuerbaren Quellen erzeugten Strom vollständig ins Netz einspeisen und nachfragegerecht bereitstellen zu können, müssen neue Netze gebaut und bestehende Netze technisch aufgerüstet werden. Bestehende Netze effizient steuern Wir entwickeln neue Konzepte und Technologien, die die Flexibilität und Leistungsfähigkeit der Netze steigern. Eine richtungsweisende technische Lösung für Ortsnetze ist der Smart Operator. Er arbeitet als autonome Schaltstelle im Netz, die Stromangebot und -nachfrage kontinuierlich erfasst, aufeinander abstimmt und die Spannungsqualität hält. Der Smart Operator: registriert Einspeisungen vor Ort aus Wind und Photovoltaik, den Stromverbrauch und die Speichermöglichkeiten im Netz, koordiniert flexible Verbrauchsstellen wie Waschund Spülmaschinen sowie neue Stromspeichermöglichkeiten wie zum Beispiel Warmwasserspeicher oder die Wärmespeicher von Mikro-Blockheizkraftwerken mit den aktuellen Einspeisungen, wertet alle Daten aus und nutzt die Ergebnisse zur Analyse des Netzzustandes. Der Smart Operator verknüpft Informations- und Kommunikationstechnik mit dem Stromnetz. Er erfasst und koordiniert Stromangebot und -nachfrage im Netz vor Ort.

4 06 smart OperAtOr smart OperAtOr 07 Der smart operator MaCHt netze Cleverer und Die stromnutzung effizienter. Der Smart Operator ist eine Schaltstelle zwischen den Haushalten einer Wohnsiedlung und dem örtlichen Verteilnetz. Er optimiert den Stromfluss und stabilisiert so das Netz. Photovoltaik Haushaltsgeräte Der Smart Operator wertet Daten innerhalb eines Ortsnetzbereiches kontinuierlich aus und errechnet daraus Prognosen zum Stromangebot und -bedarf. So werden Informationen von Erzeugungs- und Verbrauchsstellen innerhalb des Gebietes aufeinander abgestimmt und auf Prognoseabweichungen wird mit kurzfristigen Maßnahmen reagiert. Smart Operator Home Energy Controller Warmwasser Das passiert zu Hause Mit intelligenten Zählern wird erfasst, wie viel Strom im Haushalt verbraucht oder selbst erzeugt wird. Ein Home Energy Controller kann den Energieverbrauch eines Haushaltes zudem optimieren und nicht benötigte Strommengen an den Smart Operator übermitteln. Intelligenter Stromzähler Batterie Stromnetz Informationsnetz Das passiert im Smart Operator Der Smart Operator bündelt die Daten der einzelnen Haushalte und bestimmt daraus das Verhältnis von Angebot und Nachfrage im Netz. Zudem verwertet er Informationen über die Wetterentwicklung und das vorgelagerte Netz. In einem dauernden Aktualisierungsprozess werden ständig neue Daten ermittelt und zu einer jeweils 24-stündigen Netzprognose verdichtet. Das passiert im Netz Auf Grundlage dieser Daten wählt der Smart Operator die Schritte im Optimierungsprozess. Das können Signale an den Home Energy Controller und intelligente Netzkomponenten sein. Auch die Wirksamkeit solcher Maßnahmen wird erfasst und diese Daten werden in der fortlaufenden Smart Operator-Netzoptimierung mitberücksichtigt. Mit den Informationen zu Erzeugung und Verbrauch ermöglicht der Smart Operator eine Optimierung der Stromnutzung.

5 08 projektpartnerschaft projektpartnerschaft 09 Hier testen Wir Den smart operator Mit starken partnern und engagierten Bürgern. Gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Technologie und in enger Zusammenarbeit mit den Haushalten in den Projektgebieten testen wir den Smart Operator in realen Niederspannungsnetzen im ländlichen Bereich. Bayerisch-Schwaben Mosel-Trier Rhein-Nahe-Hunsrück 150 Haushalte im Siedlungsgebiet 220 Haushalte im Siedlungsgebiet 200 Haushalte im Siedlungsgebiet 23 Photovoltaikanlagen mit 13 Photovoltaikanlagen mit 12 Photovoltaikanlagen mit 10 Nachtspeicherheizungen, Aufbau eines Glasfasernetzes Nutzung von zeit- und lastflexiblen 2 Nachtspeicherheizungen, 170 kwp Erzeugungsleistung 37 Wärmepumpen Photovoltaikanlagen und Mess- Beobachtung des Netzgebietes, punkten 6 Wärmepumpen Netzbeobachtung von einzelnen Haushaltsgeräten, flächendeckende ten (regelbare Ortsnetzstation, elek- ten (regelbare Ortsnetzstation, elek- trische Großspeicher, Ladesäule für trischer Großspeicher) Elektrofahrzeuge) Nutzung von Glasfasertechnik für die Kommunikation Installation eines elektrischen Großspeichers mit Kuppelstelle im Netz Einsatz intelligenter Netzkomponen- Einsatz intelligenter Netzkomponen- 21 Nachtspeicherheizungen, 1 elektrischer Warmwasserspeicher, Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur für die Kommunikation RWE_L1_Projekt_ANA_Broschuere_A5_130131_rz.indd elektrische Warmwasserspeicher Netzanalyse Die Projektpartner von RWE Deutschland: 210 kwp Erzeugungsleistung 160 kwp Erzeugungsleistung zur Laststeuerung Einsatz von 2 Ladesäulen für Elektrofahrzeuge Das Engagement der Bürger vor Ort für intelligente Energie hilft uns bei der Entwicklung neuer Lösungen :50

6 10 neue perspektiven neue perspektiven 11 Das Modellprojekt liefert neue erkenntnisse für den effizienten einsatz von energie. Der Smart Operator bringt schwankende Stromerzeugung und schwankenden Verbrauch automatisch in Einklang. Die Daten der Haushalte liefert der Home Energy Controller und der intelligente Zähler. Steter Informationsaustausch im Netz ermöglicht so den effizienten Energieeinsatz auch in den eigenen vier Wänden. Das Netz so effizient wie möglich nutzen Ein sich stetig selbst optimierendes Ortsnetz steigert seine Aufnahmefähigkeit und Effizienz. Damit werden vor Ort die Voraussetzungen geschaffen, mehr kleinere Stromerzeuger, Elektromobilität mit ihrer Ladekapazität und zunehmend intelligente Hausgeräte ins Netz zu integrieren. Das vergrößert den Spielraum der Stromkunden, ihr Verbrauchsverhalten ganz individuell energie- und kostensparend auszurichten. Intelligente Technik für Kommunen Intelligente Technik und innovative Betriebsmittel sorgen dafür, dass die bestehenden Ortsnetze leistungsfähiger werden und so die Verlegung von neuen Leitungen und Kabeln vermieden wird. Das ermöglicht eine Energiewende mit weniger Baustellen. Die Stadt und die teilnehmenden Bürger in der Wertachau sind stolz darauf, dieses Projekt zu unterstützen. Wir profitieren von neuen Technologien und dem Anschluss an das Breitbandnetz und tragen in unserer Region aktiv zur Energiewende bei, betont Wertachaus Bürgermeister Lorenz Müller. Stromangebot und -nachfrage ohne Smart Operator Verbrauch Einspeisung Morgens Stromangebot und -nachfrage mit Smart Operator Verbrauch Einspeisung Morgens Mittags Mittags Abends Abends Der Smart Operator hält das Netz im Gleichgewicht Lasten sind die Stromentnahmen aus dem Netz. Lastkurven zeigen grafisch den Stromverbrauch im Zeitablauf. Die obere Grafik zeigt zur Mittagszeit eine typisch hohe Stromeinspeisung aus privaten Photovoltaikanlagen sowie Verbrauchsspitzen morgens und abends. Die untere Grafik zeigt, wie der Smart Operator mit intelligenter Haustechnik den stromintensiven Geräteeinsatz in solche Zeiten verschieben kann, in denen eigener Strom erzeugt wird oder viel Strom aus erneuerbaren Energien im Netz ist. Diese Lastverschiebung steigert die Netzeffizienz. Smart Operator bedeutet intelligente Energietechnik für Kommunen und effiziente Energienutzung für Bürger.