Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz
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- Hansi Straub
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1 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Energie Apéro Luzern, Hanspeter Amrein, Leiter Asset Management
2 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 2
3 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 3
4 Netzinfrastruktur Der Weg des Stromes (zentrale Produktion) Seite 4
5 Verteilnetz Netzebene 3 50 kv/110 kv Netzdaten NE 2/3/4 Langnau Hitzkirch Freileitung: 455,0 km Kabelleitung: 68,3 km Anzahl UW: 5 Private US: 23 Wauwil Ettiswil Willisau Kronospan Wolhusen Sursee Hochdorf Mettlen Sempach Perlen Rathausen Emmenbrücke Dierikon Viscosuisse v.m. Ruopigen Littau EWL Kriens Horw Rotkreuz Küssnacht Goldau Vitznau Morgarten Ibach Hergiswil (EWN) Ingenbohl Schüpfheim Alpnach (EWO) Rotzwinkel (EWN) Sarnen (EWO) Giswil (EWO) Plattischachen Seite 5
6 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 6
7 Energiefluss Dezentrale Erzeuger ändern die Richtung Bisheriger Energiefluss Zukünftiger Energiefluss Seite 7
8 Dezentrale Energieerzeugung Chancen und Risiken Chancen Durch PV-Anlagen werden im Sommer die Mittagsspitzen geglättet Durch Steuerung des Wechselrichters (Quadranten) kann die Netzqualität (Spannungshaltung) positiv beeinflusst werden Neue Geschäftsfelder (Speichermanagement, usw.) Risiken Rechtzeitiger Netzausbau wird durch komplexe Bewilligungsverfahren erschwert/gebremst «Netzintelligenz» ist störanfällig und weist kürzere Lebensdauer als das Netz auf Steigender Aufwand für Versorgungssicherheit und qualität Seite 8
9 Bedürfnisse/künftige Anforderungen Veränderungen für die Netze Quelle: logistics.ptvag.com Quelle: Seite 9
10 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 10
11 Spannungsqualität Hauptproblem Spannungserhöhung Seite 11
12 MW Zubau der dezentralen Erzeugung Prognose für CKW-Versorgungsgebiet 1600 Total Erzeugungsprognose CKW nach KEV-Anmeldung und VSE-Szenarien 1400 Projektion 2050 nicht realistisch 1200 Netzkonzept 2010 für MW Biomasse Wind Anlage PV Anlage Wasser KW ~33 MW ~100 MW Seite 12
13 PV-Dichte pro Gemeinde 2012 Photovoltaik pro Siedlungsfläche PV Dichte 2012 Netzebenen 4-7 WIK SON AES KUL REI H M ALW H REI WIN TRI TRI M PFA LAN SLI RIC RIB ERM HHIT SUL DAG ROG UFF BUE LIE DAG G ALH GUE BER G NEB KNU ALT EGO SEN GUN BER HOH W GRD EBE SUR NED ROE MAU ROE OHMSOT FIB ETT EIC HOC OBE ALB ETT HIL BAL SEM GET GR ZEL H NOT RAI INW ESB G UFH BUT ROO WIL WLA NEK ROT BUR DIE MEN UDL EMM RUS EBI ADL HEW LUT LITLUZ MEG WOL MAL WER ROM DOP ENT SWB KRI HOR MEI KUE G WEG VIT SUE HAS ESM MAR FLU > 40 kw/ha 15 < 40 kw/ha 6 < 15 kw/ha 2 < 6 kw/ha < 2 kw/ha Seite 13
14 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 14
15 Topologie: Einsatz der Netzkomponenten 1. Klassischer Netzausbau 2. Regelbarer Ortsnetztransformator 3. Regelbarer Längstrafo 4. Leistungsregelung (Begrenzung) 5. Q-Regelung 2 6. Zwischenspannungsebene z.b. 950V 7. Speicher Seite 15
16 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 16
17 Netzanschluss Herausforderung beim Anschluss von PV-Anlagen (Variante 1) Haus 1 50A Haus 2 100A NS-Netz Haus 3 50A Anschlussleitung Verknüpfungspunkt NS-Netz Haus 3 erhält neue PV-Anlage. Notwendig sind: neue Anschlussleitung bis TS1 und evtl. Trafoverstärkung bei TS1. TS1 Trafo MS-Netz bestehendes MS Netz bestehendes NS Netz bestehende NS-Leitung die ersetzt wird neue MS-Leitung MS-Netz Seite 17
18 Netzanschluss Herausforderung beim Anschluss von PV-Anlagen (Variante 1) Haus 1 Haus 2 50A 100A NS-Netz Haus 3 50A G EEA (Eigenerzeugungsanlage) Anschlussleitung Netzverstärkung Verknüpfungspunkt NS-Netz Haus 3 erhält neue PV-Anlage. Notwendig sind: neue Anschlussleitung bis TS1 und evtl. Trafoverstärkung bei TS1. TS1 Trafo MS-Netz bestehendes MS Netz bestehendes NS Netz bestehende NS-Leitung die ersetzt wird neue MS-Leitung MS-Netz Seite 18
19 Aktuelle Herausforderungen im Verteilnetz Agenda 1. Netzstruktur 2. Dezentrale Erzeugung 3. Auswirkungen auf das Netz 4. Technische Massnahmen 5. Kosten 6. Speicherprojekt Seite 19
20 Netzanschluss Klassischer Netzausbau ist aufwändig und teuer Für Kunden und Netzbetreiber «Nur» wegen kurzzeitiger Leistungsspitze der PV Hohe Kosten für die Anschlussverstärkung und Netzausbau Zeitverzug durch Genehmigungsverfahren (ESTI-Vorlage) Klassischer Netzausbau Seite 20
21 Zielsetzung 1 PV-Integration ohne neue Leitungen und Transformatoren Vereinfachte Darstellung PV-Anlage 150 kw Hausanschluss mit 50 kw Bezugsleistung Speicher 100 kw / 200 kwh Messung TS VK VK 400 kva Messung 50 kw 50 kw Messung 6 kw Autowerkstatt 1 kw Werkhof 6 kw Landwirtschaft kw Total Seite 21
22 Zielsetzung 2 Kurzzeitige Leistungsspitze lokal speichern Lösung: Speicherung der Spitzenenergie beim Erzeuger Seite 22
23 Zielsetzung 3 Zeit und Kosten durch Einsatz von dezentralen Speichern reduzieren Bild mit klassischem Netzbau Neuer Trafo, umfangreiche Grabarbeiten Klassischer Netzausbau Stromspeichersystem Seite 23
24 Projektauftrag Integration von Photovoltaik ohne Netzausbau Mit dem Pilotprojekt PV-Integration mit dezentralen Stromspeichern will CKW prüfen, ob dezentrale Stromspeicher als Ersatz von konventionellen Netzverstärkungen wirtschaftlich eingesetzt werden können (primäre Anwendung) Zusätzlich soll die Aggregation von dezentralen Speichern für die Bereitstellung von Regelenergie auf Machbarkeit und finanziellen Nutzen hin getestet werden (sekundäre Anwendung) Seite 24
25 Realisierung Meggenhorn Prominenter Standort in Meggen Seite 25
26 Realisierung Meggenhorn Aussenansicht Technikraum Pilotprojekt Dezentrale Stromspeicher für Solarstrom Seite 26
27 Realisierung Meggenhorn Batterie- und Steuerschrank Pilotprojekt Dezentrale Stromspeicher für Solarstrom Seite 27
28 Realisierung 2. und 3. Pilotanlage Geplante Anlagen mit Container (Aussenaufstellung) Sigigen PV 68 kwp Batterie 80 kw / 256 kwh Aesch PV 53 kwp Batterie 26 kw / 148 kwh Seite 28
29 Container Solarspeicher Sigigen Impressionen Seite 29
30 Erfahrungen aus den Pilotprojekten ESTI Plangenehmigungsgesuch Umgang mit Batterielösungen war bisher unbekannt Lokale Behörden (Baubewilligung) Batterielösungen ausserhalb eines Gebäudes benötigen eine Baubewilligung, jedoch keine ESTI Bewilligung (Ausnahmen Sonderzonen usw.) Termine Abklärungen und definitive Bewilligungsverfahren Batterieauslegung «Flexibilität» der Batterieauslegung entspricht nicht den ursprünglichen Annahmen Elektrische Komplexität hohe Komplexität gegenüber einer klassischen Lösung (Kabel & Trafo) Seite 30
31 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Seite 31
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Auf der Seite wird mit Wänden gespielt, auf den Stirnseiten gilt die Qitlinie (Tore 2x5 m
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