Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid - Praxiserfahrungen mit geschalteten Verbrauchern und dezentraler Einspeisung

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1 Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid - Praxiserfahrungen mit geschalteten Verbrauchern und dezentraler Einspeisung 6. Innovationsgruppensitzung Metering 3. April 2012, FHNW Hochschule für Technik, Windisch Michael Sattler, Ökozentrum

2 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Ökozentrum forschen Feuerungstechnik / Emissionsminderung WKK mit Biomasse-Brennstoff Kraftwerk Haus / Lastmanagement entwickeln Schwachgastechnologie Elektromobilität Entwicklungszusammenarbeit / Früchtetrocknung bilden Energie-Erlebnistage

3 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Projekt Lastmanagement im Kraftwerk Haus - lokale Optimierung Keine Bezugs- und Einspeisespitzen für das Stromnetz Synchronisation des Eigenverbrauchs mit Eigenerzeugung

4 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Lastmanagement als Option für Regelenergie Schalten von Verbrauchern (abschalten und forcieren) Leistungsbegrenzung für erneuerbare Energien Speicherung Welche Variante ist die kostengünstigste? Welche Variante wird vom Kunden akzeptiert?

5 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Schalten von Verbrauchern im Haus Stärken Kosten potenziell kostengünstige Variante (Anschaffungskosten) Energieeffizienz Anlagemonitoring Bsp. Tiefkühltruhe Bsp. Boilerventil Schwächen Kosten im Wohnhaus nicht wirtschaftlich da geringe Unterschiede zw. Hoch- und Tiefpreis aufwendiges Rechnungswesen Fehler sind sehr teuer Zuverlässigkeit Verfügbarkeit muss besser als Internet-Standard sein Datenschutz Akzeptanz

6 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Lastprofil Tiefkühlschrank Gerä äteleistung [W] :00:00 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00 21:36:00 0:00:00 Uhrzeit Energie pro Zyklus: kwh P max 60 W

7 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Lastprofil Kühlschrank Gerä äteleistung [W] :00:00 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00 21:36:00 0:00:00 Uhrzeit Energie pro Zyklus: kwh P max 65 W

8 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Lastprofil Waschmaschine 6000 Gerä äteleistung [W] :00:00 2:24:00 4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00 21:36:00 0:00:00 Uhrzeit Energie pro Zyklus: kwh Energie pro Zyklus (P >4kW) 0.6 kwh P max 4500 W

9 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Vergütung durch Lastmanagement Basis Energiepreis Gerät Energie pro Zyklus [kwh] steuerbare Zyklen pro Tag Vergütung CHF/Jahr Kühlschrank Gefrierschrank Waschmaschine Grundlagen: Energiepreisdifferenz zwischen Hoch- und Niedertarif: CHF 0.1 /kwh Kosten für Stromspeicherung mit Batterie heute ca. CHF 0.2/kWh Die Preisdifferenz zwischen Hoch- und Niedertarif wird in Zukunft nicht über CHF 0.2/kWh steigen (mit Entwicklung der Speichertechnologie tendenziell sinkend)

10 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Vergütung durch Lastmanagement Basis Leistungspreis Gerät Leistung Gleichzeitigkeitsfaktor Vergütung CHF/Jahr Kühlschrank Gefrierschrank Waschmaschine Grundlagen: Preis für Regelleistung CHF 150.-/kW*a

11 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Management von Elektroautos Stärken Kosten Schaltelektronik ist grundsätzlich vorhanden Viel Leistung/Energie mit wenig Installationsaufwand Schwächen Kosten aufwendiges Rechnungswesen Benutzer kann Einfluss nehmen und somit Planbarkeit für EVU reduzieren Wechsel der Netzgebiete erfordern CHweit einheitliche Abrechnungsverfahren der EVU s einheitliche Kommunikationsschnittstelle bei Autobranche notwendig Rückspeisung aus Autobatterie nicht wirtschaftlich da spezialisierte und teure Batterie Akzeptanz Reduktion der Reichweite wird kaum akzeptiert

12 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Praxiserfahrung mit Elektroautos und Lastmanagement technische Details SMILE Twingo Electtrica Aus Effizienzgründen schaltet sich die Steuerelektronik nach 1 h ohne Netz vollständig aus. Danach kein selbständiges Starten der Steuerung bei Netzzuschaltung Batterie macht bei 80% einer Vollladung eine kurze Ladepause Lastmanagement entscheidet fälschlicherweise «Batterie voll» Keine Blockierzyklen über 1 h

13 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Leistungsbegrenzung von PV-Anlagen Ertragsminderung bei PV-Anlagen durch Leistungsbegrenzung Ertragsmind derung [%] Leistungsbegrenzung [%] Eine Begrenzung der Maximalleistung von PV-Systemen auf 50% bedeutet nur 20% Ertragseinbussen Leistungsbegrenzung bei PV-Analgen ist günstiges Lastmanagement

14 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Stromspeicherung (Tagesgang) Stärken Kosten einfaches Rechnungswesen Second-life Batterien von Elektoautos Online-Management Bewirtschaftung durch EVU Zuverlässigkeit höchste Verfügbarkeit Datenschutz Akzeptanz Schwächen Kosten im Wohnhaus noch nicht wirtschaftlich Saisonale Speicherung sehr teuer Graue Energie? Speicherung ist bei weiterem Zubau von EE zwingend und macht Lastmanagement für Kleinverbraucher überflüssig

15 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Verbrauch und Produktion im CH-Netz heute MWh Verbrauch CH Produktion CH Produktion Solar (PV) : : : :00 Datum und Uhrzeit (15' Intervall)

16 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Verbrauch und Produktion im CH-Netz MWh Verbrauch CH 2011 Produktion CH 2011 Produktion Solar (PV) 2011 Produktion Solar (PV) : : : :00 Datum und Uhrzeit (15' Intervall) Neue Anforderungen ans Stromnetz durch EE Ausbau der Regelenergiemärkte Netzausbau und -überwachung

17 Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid 11. April Fazit Lastmanagement im Haus Lastmanagement im Haus nur bei Warmwassererzeugung, Heizung und Elektroauto (Rundsteuerung) Keine separates Lastmanagement-System für Kleinverbraucher (in Gebäudeleittechnik integriert möglich) (Haustechnik) Dezentrale Speicher (Batterie, Wasserstoff, etc.) werden Bestandteil der Energieversorgung (Smart Meter) Leistungsbegrenzung bei PV-Anlagen wird Standard (Rundsteuerung) Bidirektionale Smart Meter für Lokales Lastmanagement nur im Haus mit Stromspeicher notwendig.

18 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ökozentrum Michael Sattler Kraftwerk Haus - Schnittstellen zum Smart Grid