Regenerativ Kraftwerk Bremen Einbindung ins Netz und Erbringung von Systemdienstleistungen. Matthias Brandt Vorstand Deutsche Windtechnik AG

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1 Regenerativ Kraftwerk Einbindung ins Netz und Erbringung von Systemdienstleistungen Matthias Brandt Vorstand Deutsche Windtechnik AG Spreewindtage 2015

2 Maschinenhaus Steuerung Ölservice Rotorblatt Turm Offshore Services Offshore Consulting Sicherheit Repowering Onshore Consulting Ein Unternehmen mit dem kompletten Service-Paket für die technische Instandhaltung von Windenergieanlagen. Umspannwerke Fundament

3 Servicefahrzeuge 180 Servicestationen 74 Mitarbeiter Anlagen unter Servicevertrag Umspannwerke Viöl Ostenfeld Kiel

4 Operative Einheiten Operative Einheiten Deutsche Windtechnik AG Vorstand: Matthias Brandt Aufsichtsrat: Dr. Gernot Blanke Senator a.d. Jens Eckhoff Dr. Klaus Meier

5 Standorte Deutschland Deutsche Windtechnik AG Rømø VIÖL Helgoland OSTENFELD KIEL Windbergen Neuengörs Ratekau Uetersen Rostock Sanitz Greifswald Schönhausen Niederlande Belgien Naurath Erkelenz Hörstel Kamp-Lintfort Sustrum Gemünden Osnabrück BREMEN Bassum Paderborn Bad Marienberg Darmstadt Oerel Ulrichstein Luhdorf Neuenkirchen / Tewel Wettendorf Stöckse Isernhagen Mücke Uetze Hohenhameln Neu Brenz Egeln Lichtenberg Deutschland Plau am See Pritzwalk Karstädt Neuruppin Stendal Bebertal Allstedt Weimar Oberkotzau Magdeburg Bernburg Leipzig Nauen Rathenow Löwenberger Land Berlin Belgern Eilenburg Groß Steinberg Freiberg Ahrensfelde Blumberg Kolkwitz Cottbus Lauchhammer Tschechische Republik Polen Momerstroff Ellhofen Frankreich Eislingen Slowakei Stand

6 Standorte Polen Deutsche Windtechnik Service Kobylnica Sulwalki Szczecin (Stettin) Polen Deutschland Stand

7 Standorte Spanien Deutsche Windtechnik Service Cedeira Frankreich Lugo Soria Spanien Zaragoza Portugal Albacete Tarifa Stand

8 Projektpartner Integration erneuerbarer Energien in Netze und Märkte Dienstleister für Energie-Meteorologie seit 2004 Das Virtuelle Kraftwerk als zentrales Element: - Messdatenverwaltung - Onlineanbindung der dezentralen Erzeugungsanlagen (Wind,PV,BHKW, Kühlhäuser, etc.) - Marktpreisoptimierte Steuerung der Einspeiseleistung - Nachweiserstellung für Fernsteuerbarkeit nach MaPrV - Datenaustausch und Datenmeldeverfahren mit den VNB / ÜNB Mitarbeiter: 40

9 Die Idee Regeneratives Kombikraftwerk Dezentrale Energieversorgung eines Industriegebietes Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen Eigenversorgung auf Grundlage regenerativer Energien

10 Innovation Übertragbares Stromversorgungsmodell Erbringung von Systemdienstleistungen Kurze Wege vom Erzeuger zum Verbraucher Demokratisierung der Stromversorgung

11 Übersicht Virtuelles Kraftwerk

12 Projektaufbau Verschiedene Erzeuger aus erneuerbaren Energien (Sonne, Wind, BHKW) Steuerbare Lasten (Industriegebiet) Steuerbare Last (E-Mobilität) Batteriespeichersystem Steuerung des Systems durch virtuelles Kraftwerk

13 Projektaufbau Prognosen Erzeuger Nutzer / Speicherung Stromnetz Datentechnische Verknüpfung im virtuellen Kraftwerk

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15 Erzeugungs- und Speicherungsanlagen

16 PV Anlage Standort:, Deutschland Betreiber: Deutsche Windtechnik AG Inbetriebnahme: Anlagenleistung: Jahresproduktion: C0 2 -Vermeidung: 58,62 kwp ca kwh (825 kwh/kwp) ca. 33,9 Tonnen jährlich Module: Kommunikation: Wechselrichter: First Solar FS-377 Sunny Webbox mit Bluetooth 6 x Sunny Tripower 8000TL-10 Besonderheit: Regelbarkeit der Anlage

17 Blockheizkraftwerk Hersteller: 2G Kraft-Wärme-Kopplung TYP G-Box 50 Leistungsparameter: 50 kw elektrische Leistung 90 kw thermische Leistung 4 Zylinder MAN-Motor Brennstoff: Biomethan

18 Windenergieanlagen Hersteller: Leistung: Vestas V90 Neue Anlage 2 MW

19 Stationäre Batterie Hersteller: ads tec Typ StoraXe Container (PJ-EST ) Batterieart: Lithium-Ionen-Titanat Zyklenlebenszeit: Elektrische Leistung: 110 kw Energieinhalt: 88 kwh Wirkungsgrad: 95% Vorgabe des cos-phi: möglich Netzfrequenz: kann generiert werden

20 Stationäre Batterie ads tec StoraXe Li-Ion - Verhältnis von Leistung zu Energie beträgt annähernd 1:1 bei hoher Zyklenzahl - Kurzzeitspeicher ermöglicht schnelle Regelungen für kurze Zeit (Sekunden bis Minuten) - Doppelnutzen Eigenbedarf und Netzdienstleistungen im Kurzzeitspeicherbereich möglich - Angebot von positiver und negativer Regelenergie möglich ( Strom zu Strom ) - Modular erweiterbar mit weiteren Batteriesystemen wie z.b. Elektromobilität - Blindleistungsbereitstellung Problem bei Vergütung: der gespeicherte Strom muss Kilowattstunden genau zugeordnet und abgerechnet werden können => keine betriebsoptimierte Ausspeicherung möglich

21 E-Mobilität und Ladeinfrastruktur Fahrzeug BMW i3 Ladesäule von Schletter GmbH Lademodi 2, Schnellladung Maximale Ladeleistung 22 kw Bidirektionales Laden nicht möglich

22 Physikalischer Anschluss der Anlagen Frequenzhaltung Regelenergie Spannungshaltung Blindleistungsbereitstellung Betriebsführung Lastmanagement Versorgungswiederaufbau Schwarzstartfähigkeit Viele Systemdienstleistungen könnten durch das B erbracht werden. Die derzeitigen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen lassen dies jedoch nicht zu.

23 Frequenzhaltung Zur Frequenzhaltung gehört im wesentlichen die Bereitstellung von Regelenergie Mehr als 50% der SDL-Kosten fallen auf die Beschaffung von Regelenergie Regelenergiemarkt ist weitestgehend frei zugänglich Zugangsbedingungen (Präqualifikationen) für erneuerbare Energien verbessert; kürzere Ausschreibungszeiträume Minutenreserve Wird täglich ausgeschrieben; Primärregelung Sekundärregelung Minutenreserve Angebotsgröße ± 5 MW (Poolbildung nötig) Kann in die Betriebsoptimierung des B integriert werden Verlustenergie 104 Blindleistung Schwarzstartfähigk eit Position PRL SRL MRL ± Bedarf pro Woche aktuell 1 [MW] Leistungspreis aktuell 1 [ /MW] ,55 57,71 Kosten der Vorhaltung [Mio. ] Arbeitspreis aktuell 2 [ /MWh] - 106, Abgerufene Energie [GWh/a]

24 Frequenzhaltung Regelenergie (Minutenreserve) durch das B BHKW (praktisch möglich innerhalb eines Pools) Bei einem 100 kw BHKW durch Direktvermarktung nach EEG Mehrerlöse von jährlich möglich* Batterie (theoretisch möglich innerhalb eines Pools) Negative Regelenergie (Minutenreserve) durch die Windenergieanlage Präqualifikationsverfahren für WEA in der Entwicklung und Umsetzung** Kombination der Anlagen im B könnte die Absicherung des Regelenergieangebotes verbessern Prognose Intraday

25 Spannungshaltung Dezentrale Energieeinspeisung kann zu Lastflussumkehrung führen das zulässige Spannungsband kann überschritten werden Erhöhter Energietransport sorgt für höheren Blindleistungsbedarf Schwankende Einspeisung benötigt flexiblere Anpassung des Spannungsbandes Spannungshaltung wird derzeit größtenteils durch Großkraftwerke und Umspannwerke auf Übertragungsnetzebene geliefert

26 Spannungshaltung Spannungshaltung zukünftig auch im Verteilnetz notwendig Intelligentere Regelungen zwischen den Netzebenen und Erzeugern Aktive Blindleistungsbereitstellung kann Spannungsband flexibel steuern und lokal den Blindleistungshaushalt ausgleichen Aktive Spannungs-Blindleistungsregelung durch Vollumrichter/Wechselrichter möglich

27 Problemstellungen Entwurf eines neuartigen Zählerkonzepts für sortenreines Einspeisen Infrastrukturelle und datentechnische Vernetzung aller Erzeugungs- und Speicheranlagen Gemeinsame Entwicklungsarbeit - Steuerung von Erzeugungsanlagen und Lasten - Systemdienstleistungen (Regelenergien) - Neuartiges Fahrplanmanagement entwerfen