Herausforderungen für das Netz durch E-Mobilität, Photovoltaik und Stromspeicher

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1 Herausforderungen für das Netz durch E-Mobilität, Photovoltaik und Stromspeicher Info Day 2016 Mobilitätszentrale Bregenz, 18. November 2016 Nenning Reinhard

2 Agenda Aktuelle Entwicklungen im Stromverteilernetz Anliegen des Teams Netzzugang - Adresse Rechnungsempfänger Entkupplungsschutz Abwicklung E-Mobilität etwas vereinfacht (kein Datenblatt mehr) Entwicklungen bei der Photovoltaik PV Wechselrichter ab mit P(U) Q(U) - Zählerschaltung bei Überschusseinspeisern Thyristorsteller für Power to Heat: Anforderungen an Heizstäbe Plug-In-PV nun unter Bedingungen mit Schukostecker zulässig PV-Mehrfachnutzung gesetzlich in Vorbereitung Speicher im Stromnetz gemäß TOR D4 und ÖVE R20 Info Day Nenning Seite 2

3 Aktuelle Entwicklungen im Netz Energiewende passiert und fordert uns extrem Komplexität steigt permanent E-Mobilität in der Breite dürfte die Smart Grids bringen, intelligente Ladesteuerung ist vonnöten Kooperationsbereitschaft aller Partner entscheidend, wenn die Netzkosten nicht dramatisch steigen sollen (Rücksichtnahme auch auf die Physik der Netze) Info Day Nenning Seite 3

4 Anschlussanfrage-Formular Anschlussanfrage-Formular immer von Homepage verwenden durch steigende Anforderungen (z.b. Ladestellen für E-Mobilität, gesetzliche Änderungen etc.) wird das Formular immer wieder aktualisiert Rechnungsadresse: Bitte Name (genauer Firmenwortlaut) und Adresse exakt befüllen. Die Netzanschlussrechnung wird an diese Adresse gesendet (nachträgliche Adressänderungen sind mühsamer Verwaltungsaufwand, ca Rechnungen jährlich). Info Day Nenning Seite 4

5 Anschlussanfrage-Formular Info Day Nenning Seite 5

6 Entkupplungsschutz Erzeugungsanlagen Info Day Nenning Seite 6

7 Entkupplungsschutz Erzeugungsanlagen Info Day Nenning Seite 7

8 Entkupplungsschutz Erzeugungsanlagen Technisch/ praktischer Hinweis: Wenn hinter einer Übergabemessung mehrere PV-Anlagen sind (mehrere WR), auch örtlich getrennt, genügt eine übergeordnete ENS Es gibt WR, die einen Steuereingang besitzen auf den das Überwachungsrelais geführt werden kann spart den Leistungsschütz (u. Verdrahtung) Infos auf: Stromnetz Erzeugungsanlagen-Netzintegration Entkupplungsschutz Bzw. Tobias Häusle, DW Info Day Nenning Seite 8

9 Elektromobilität - Vereinfachung Datenblatt Anschlusspunkt für Elektrofahrzeuge entfällt Stattdessen genügt ein Foto (mit Zeitstempel) des Typenschildes der Ladestelle z.b. der Wallbox Info Day Nenning Seite 9

10 Elektromobilität Fertigmeldung neu: Netzanschlussmeldung und 2 Fotos 27 / 06 / 2016 Info Day Nenning Seite 10

11 33. Vorarlberger Wirtschaftsforum Festpielhaus Bregenz Chancen mit der Digitalisierung als Hauptthema Treffpunkt als Forum der Vlbg. Wirtschaft Jürgen Schmidhuber: Künstliche Intelligenz zunehmend im Einsatz EU Kommissar Oettinger: Ausbau Mobilfunknetz forcieren Thomas Giuliani BMW - bis in 8 Jahren werden: 25-30% der neuen Autos elektrisch sein Reichweite 500km Elektromobilität wird zum Mainstream Autonomes Fahren von München nach Hamburg ist Realität Derzeit werden in Steyr OÖ 1,2 Mio Benzin-und Dieselmotoren gefertigt. Info Day Nenning Seite 11

12 Prognose Marktanteile verschiedener Antriebstechniken Erwartung Bestand Fahrzeuge in %: Absatz Kameras digital versus analog in %: 2030: 50% E-Fahrzeuge Sprit Hybrid Batterie Info Day Nenning Seite 12

13 Technologieänderungen erfolgen mit S-Charakteristik Anzahl Anzahl E-Fahrzeuge E-Fahrzeuge in Vorarlberg in Vorarlberg schneller Zuwachs langsamer Zuwachs Info Day Nenning Seite 13

14 P in kw Vergleich Lastprofil Haushalt 25 Lastprofil ohne/mit Elektroauto Ohne E-Mobil 3 kw Ladeleistung 11 kw Ladeleistung 22 kw Ladeleistung 5 0 Info Day Nenning Seite 14

15 Wir bekommen die Last nicht zu fassen Boiler mit Festanschluss Elektroauto mit Stecker ev. steuerbar: Steckdose 230 Volt Kraftsteckdose 400V Wallbox 400 Volt 3 kw 11kW 22kW Info Day Nenning Seite 15

16 Beispiel für ein typisches ländliches Netz Info Day Nenning Seite 16

17 Auswertungen Simulation typisches ländliches Netz Erkenntnis: Eine Netzsteuerung ist sinnvoll und zu entwickeln. Realisierung mit Smart Meter als Variante. SG = Smart Grid Info Day Nenning Seite 17

18 105 netztechnisch beurteilte Wallboxen (Netzplanung - 1. Halbjahr 2016) 28 27% 5 5% 72 68% Ergebnis der Beurteilungen: Anschluss möglich Maßnahmen im vorgelagerten Netz notwendig Ertüchtigung des HA-Kabel notwendig Info Day Nenning Seite 18

19 Einspeiseregelwerk TOR D4 neu V2.3 Österreich Gültig seit Info Day Nenning Seite 19

20 TOR D4 V2.3 Wesentliche Neuerungen: 1-phasige Grenzleistung f. Einspeisung 3,68 kva (=230 V x 16 A) Maximalwert war bisher 4,6 kva Netzanschluss von Batteriespeichern erstmalig enthalten Blindleistung: NS CosPhi 0,9 symm. - statt 0,95 symm. bisher MS (0,95ue - 0,9üe) od. (0,925ue 0,925üe) od. (0,9ue - 0,95üe) P(U) Steuerung für NS erstmalig enthalten Erleichterungen für Kleinstgeneratoren bis 0,6 kva Info Day Nenning Seite 20

21 Konzept: Q(U) vor P(U) in der Wirksamkeit Beim Erreichen eines kritischen Spannungswertes (z.b. 1,10 Un) wird die Wirkleistungseinspeisung reduziert, wenn die Blindleistungsregelung hier Q(U)) erschöpft ist. Symbolbild: Fronius, Alternative P(U)-Konzepte werden aktuell getestet Info Day Nenning Seite 21

22 P(U) gem. TOR D4 ab gefordert 100% P/P n Vorsicht beim Kauf: Nicht alle Wechselrichter können P(U) 0% U/U n 110% U n 112% U n Info Day Nenning Seite 22

23 Erleichterungen für Kleinsterzeugungsanlagen <0,6kVA Entkupplungseinrichtung uneingeschränkt gefordert Betrieb mit cosφ = 1 fest Tauglichkeit Zähler ist vorher zu prüfen (Rückwärtsdrehen = Problem) > Verständigung Netzbetreiber 2 Wochen vorher gefordert Erzeugungsanlagen sind weiterhin fest anzuschließen PV- ÖNORM E Neu: Schukostecker für Kleinst-PV-Anlagen <0,6kVA zukünftig unter Bedingungen erlaubt (KFE Empfehlung aus 2016), Begutachtung durch Elektriker darf nicht älter als 10 Jahre sein Kunde trägt die Verantwortung als Betreiber Anmeldung über Web-Formular Info Day Nenning Seite 23

24 Gefahr der Überlastung der Hausinstallation Beim Einstecken in Endstromkreise Risiko der Überlastung bei zeitgleich zu großer Stromentnahme. Bei PV 0,6kVA=230V*2,5A - Lösung z.b. mit LS 13A Info Day Nenning Seite 24

25 Neu: Q(U)-Zählerschaltung bei Überschusseinspeisern (Wandlermessung) Bisher: Betrieb mit cos = 1 Neu: Betrieb mit Q(U) Info Day Nenning Seite 25

26 PV-Gemeinschaftsanlagen für Mehrfamilienhäuser Gesetzesänderung in Vorbereitung ElWOG-Änderung wird vorbereitet Netzbetreiber hätte den Überschussstrom auf die Parteien aliquot anzurechnen Beispiel: Eine derzeit diskutierte Variante noch nicht gültig! Info Day Nenning Seite 26

27 Speicher im öffentlichen Verteilernetz: Theoretische netzdienliche Idealvorstellung Info Day Nenning Seite 27

28 Netzdienliche Batteriespeicherung Bild oben: Üblicher Speicherbetrieb Überschuss wird ohne Netzbetrachtung sofort eingespeichert Bild unten: Netzdienliche Speicherung: Die PV-Netzspitze wird eingespeichert Netzdienliche PV-Systeme, die zur Mittagsspitze die Batterie laden, werden tlw. bei Förderungen belohnt [Quelle Grafik: Jörg Mayer, BSW] Info Day Nenning Seite 28

29 Beispiel einer PV-Jahresstromproduktion Winterstromlücke von November-Februar Haupterntesaison der PV im Sommer Info Day Nenning Seite 29

30 Speicher im Jahresbetrieb die physikalische Realität Im Winter gibt es Tage, an denen keine PV- Energie zum Einspeichern anfällt. Dann ist auch der maximale Gesamtbezug aus dem Netz vorzuhalten. Info Day Nenning Seite 30

31 Speicher im öffentlichen Verteilernetz Sind im Netz meist kein Problem, außer bei Schwarmsteuerung (viele Speicher werden konzertiert gesteuert, um Regelenergie zu vermarkten) Üblicher Betrieb ist Maximierung der Eigenstromnutzung (meist PV-Energie wird eingespeichert und danach entnommen = Tagesspeicher) Netzdienlicher Betrieb liegt praktisch nie vor, da es auch keine Anreize gibt, außer es ist bei öffentlicher Speicherförderung eine Begrenzung auf z.b. Pmax=0,5*kWp gefordert (Bayern) Im Winter gibt es Tage, an denen die PV-Anlage keine Energie erzeugt. Dafür ist das Netz zu bemessen somit keine Einsparungsmöglichkeit im Netz. Nur in Vorarlberg derzeit Möglichkeit, Energie vom Niedertarif (22:00-06:00 Uhr) in den Hochtarif umzulagern. Neue Tarife für die Zukunft (nach Smart Meter vollflächig ausgerollt ) werden derzeit mit dem Regulator entwickelt. Info Day Nenning Seite 31

32 Power to Heat mit Thyristoren Anforderungen an Heizstäbe TOR D1(2004) Pkt.4.1: Phasenanschnittsteuerung bei Heizleistungen nur bis 200 Watt zulässig Thyristorsteller ohne Filtermaßnahmen (links) Lösung ohne Thyristoren (rechts) Quelle: Unzul. Oberschwingungen im 15-30MHz-Bereich Keine Grenzwertverletzungen Info Day Nenning Seite 32

33 Winterstromlücke in Vorarlberg fehlende saisonale Zwischenspeicherung Möglicher Ansatz gegen Winterstromlücke Stromproduktion in Vorarlberg: Wasserkraft ca. 99% Andere (mit PV) 1% Im Winter Rückgang der Erzeugung Im Winter Zunahme der Last 80% der Neubauten mit el. Wärmepumpe (WP bei Sanierungen zunehmend beliebt) Winterstromlücke wird größer Zwischenspeicherung im Gasnetz könnte helfen Micro-BHKWs könnten helfen Batterien helfen für Winterstromlücke nicht Info Day Nenning Seite 33

34 Nenning Reinhard Vorarlberger Energienetze GmbH Weidachstr Bregenz Info Day Nenning Seite 34