Smart Grid Der Weg zum Kunden. Saarbrücken, 22. Juli 2015

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1 Smart Grid Der Weg zum Kunden Saarbrücken, 22. Juli 2015

2 Der Begriff smart ist heute allgegenwärtig! 1994: 2015: Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering Smart Rural Areas Intelligente Technologien für das Land von morgen Quelle: smart; Fraunhofer-Institut Kaiserslautern 2

3 Smart Grid? smart grid = intelligentes Verteilernetz Quelle: Langenscheidt; 3

4 Das intelligente Netz Frage 1: Was versteht man unter einem intelligenten Netz? Frage 2: Wozu benötigt man ein intelligentes Netz? Frage 3: Was sind die Herausforderungen auf dem Weg zum intelligenten Netz? 4

5 Das intelligente Netz Frage 1: Was versteht man unter einem intelligenten Netz? Frage 2: Wozu benötigt man ein intelligentes Netz? Frage 3: Was sind die Herausforderungen auf dem Weg zum intelligenten Netz? 5

6 Intelligenz in den bestehenden Netzen? Komponenten der Primärtechnik Kabel bzw. Freileitungen Quelle: VSE 6 Schaltgeräte Transformatoren

7 Intelligenz in den bestehenden Netzen? Komponenten der Sekundärtechnik Schutztechnik Zähl- und Messtechnik Übertragungstechnik Quelle: Hager; VSE 7

8 Intelligenz in bestehenden Netzen? Netzführung m Netzleitstelle der saarländischen Kooperation Quelle: VSE 8

9 Produkte für intelligente Netze, Beispiel 1 Regelbarer Ortsnetztrafo (ront) Quelle: BMWi 9

10 Produkte für intelligente Netze, Beispiel 2 Intelligente Ortsnetzstation Quelle: Schneider Electric 10

11 Produkte für intelligente Netze, Beispiel 3 Produkt ines der Fa. SAG Aktorik Sensorik Logik Quelle: SAG 11

12 Intelligentes Netz = Sensorik + Logik + Aktorik + Kommunikation Kommunikative Vernetzung von Stromerzeugern, Speichern, elektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln Überwachung und Steuerung der miteinander verbundenen Bestandteile zwecks Optimierung des Einsatzes! Quelle: CRE. Jean-Marie Chevalier 12

13 Das intelligente Netz Frage 1: Was versteht man unter einem intelligenten Netz? Frage 2: Wozu benötigt man ein intelligentes Netz? Frage 3: Was sind die Herausforderungen auf dem Weg zum intelligenten Netz? 13

14 Entwicklungsphasen der öffentlichen Stromversorgung Von der Aufbauphase bis zur Phase der Smart Grids 100 % Darstellung illustrativ! Erzeugung aus EE 0 % Aufbauphase Verbundaufbau Zentralen Erzeugung Energiewende Smart Grids Zeit Erzeugung zentral/dezentral Erzeugung planbar/volatil Speichermöglichkeit vorhanden/nicht vorhanden 14

15 Erzeugung aus EE ist dezentral und hoch volatil! starke witterungsabhängige jahresund tageszeitliche Schwankungen Wind PV Stromerzeugung aus EE in der BRD von Okt bis März 2012 Quelle: FNN, SZ 15

16 Reaktionsmöglichkeiten auf fluktuierende Erzeugung Stromverbrauch Stromerzeugung 1. Flexible Stromerzeugung technologische Grenzen 2. Ausbau der Stromnetze Kosten- und Akzeptanzfragen 3. Speicherung von Energie Kostenfrage 4. Smart Grid Lösungen favorisierte Lösung! 16

17 Technologien in der öffentlichen Stromversorgung Von der Aufbauphase bis zur Phase der Smart Grids! - Gleichstromnetze - niedriges Spannungsniveau - dezentrale Erzeugung in Inselnetzen - unidirektionaler Betrieb - keine Kommunikationstechnik - Wechsel- bzw. Drehstromnetze - niedriges bis hohes Spannungsniveau - zentrale Erzeugung - unidirektionaler Betrieb - wenig Kommunikationstechnik - Wechsel- und/oder Gleichstromnetze - niedriges bis hohes Spannungsniveau - dezentrale Erzeugung in verbundenen Netzen - bidirektionaler Betrieb? - sehr viel Kommunikationstechnik Quelle: wikipedia 17

18 Das intelligente Netz Frage 1: Was versteht man unter einem intelligenten Netz? Frage 2: Wozu benötigt man ein intelligentes Netz? Frage 3: Was sind die Herausforderungen auf dem Weg zum intelligenten Netz? 18

19 Herausforderung Sensorik Logik Aktorik Sensorik Erfassung des Ist-Zustandes Logik Bewertung des Ist-Zustandes und Ableitung von Steuerbefehlen Aktorik Ausführung von Steuerbefehlen - Zähler - Messungen in der Kundenanlage - Betriebsmessungen im Netz - Messung nichtelektrischer Größen (Temperatur, ) - Netzberechnung - Prognosetools - - Fernsteuerbare Schalter - ront - Steuerbare Einrichtungen beim Kunden auf Erzeuger- und Verbraucherseite Quelle: Hager; Reinhausen 19

20 Herausforderung Datenübertragung und -speicherung Echtzeit-Auslesung Smart Meter Netzzustandsdaten Wetterdaten Heterogene Datenqualität Topologie Schaltzustände GIS Verbraucherdaten Erzeugungsdaten Prognosen Großes Datenvolumen Modelle für jeden einzelnen Verbraucher und Erzeuger Netzzustandsberechnung für alle Leitungen und Knoten 20

21 Herausforderung Datensicherheit Datenschutz Informationssicherheit Sicherheitskataloge für Energienetze (gültig für Strom- und Gasnetzbetreiber unabhängig der Größe) Sicherheitskatalog für Energieanlagen (nur KRITIS relevante Systeme z.b. EEG- Anlagen, Kraftwerke, Energiespeicher etc.) Quelle: BSI, BNetzA 21

22 Herausforderung Versorgungssicherheit Nichtverfügbarkeiten im internationalem Vergleich Koordination unterschiedlichster Marktteilnehmer Abstimmung divergierender Interessen Einbringung zusätzlicher Fehlerquellen in das System Quelle: e-control; CEER; FNN 22

23 Herausforderung Wirtschaftlichkeit Strompreise für Haushalte Die Vorteile für die Marktteilnehmer sollten nicht durch die Mehrkosten der Einführung intelligenter Netze aufgezehrt werden! Quelle: BDEW 23

24 Herausforderung unklarer EE-Ausbauziele 250 Ist-Ausbau 2014 Ausbauszenarien Installierte Leistung [GW] Ist Konv. 1) Ist "EEG" 1) Ist "EEG 2014" "NEP" "Bundesländer" Konventionell EE EEG 2014 NEP Bundesländer inkl. Wasser 24

25 Herausforderung Politische Rahmenbedingungen Stand zentraler Vorhaben zur Energiewende Quelle: EY 25

26 Ausblick Aus dem Wahlprogramm einer US-amerikanischen Präsidentschaftskandidatin 10 Smart Grid City partnerships to prove the advanced capabilities of smart grid and other advanced demandreduction technologies as well as new investment in plug-in hybrid vehicle technologies Quelle: 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! KONTAKT Roman Fixemer VSE Verteilnetz GmbH Heinrich-Böcking-Str Saarbrücken