Smart Watts die intelligente Kilowattstunde im Internet der Energie

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1 Watts die intelligente Kilowattstunde im Internet der Energie Jonas Fluhr 13. April 2011, Darmstadt ETG Symposium Innovative Informations- und Kommunikationstechnologien als Rückgrat von Distribution fir an der RWTH Aachen PSI Energy Markets GmbH SOPTIM AG, Aachen utilicount GmbH & Co. KG (Konsortialführer) Kellendonk Elektronik GmbH STAWAG, Stadtwerke Aachen AG

2 Die Rahmenbedingungen im Energiemarkt haben sich stark verändert Die Marktsituation und die aktuelle Energiepolitik fördert den Einsatz erneuerbarer Energien baut auf Wettbewerb und Marktmechanismen begünstigt effizientes Verhalten der Akteure zielt auf stabile, nachhaltige & preisgünstige Versorgung... (er)fordert Integration neuer Elemente Von den Rahmenbedingungen her sind wir bereits in einer neuen Welt. 2

3 Konsequenzen für Netz, Vertrieb und Kunde Netzbetreiber sind reguliert, sollen jedoch das Netz stabil in die regenerative Zukunft führen 3

4 Konsequenzen für Netz, Vertrieb und Kunde Energievertriebe wollen Margen verbessern und neue Tarife mit Anreizen zum richtigen Verhalten anbieten 4

5 Konsequenzen für Netz, Vertrieb und Kunde Endkunden erwarten innovative und wirtschaftlich sinnvolle Produktangebote kwhco2 5

6 BMWi-Forschungsprojekt E-Energy Watts - Modellregion Aachen Das Watts Konsortium entwickelt und erprobt neue Lösungen in der Modellregion Aachen 6

7 Bausteine der Innovation Architecture Market Metering Demand Portfolio Modellregion Aachen 7

8 Bausteine des Projekts Konzeptueller Ansatz des Energie-Internets: Hybrid aus der Produktionswelt Architecture und dem Internet der Dinge Hochautomatisierte Transaktionsplattform für den Energiehandel Market effiziente Abwicklung von Fahrplangeschäften Neue Generation intelligenter Energiezähler Verarbeitung von Preissignalen Metering -Home-Gateway, Interoperabilität Elektronikbausteine für Anbindung intelligenter Hausgeräte Demand als Grundlage für dezentralisierte Balanceregelung Prognose des Verbrauchsverhaltens Optimierung zwischen make, buy und motivate Portfolio Abrechnung von zeitvariablen Tarifen Demonstration in der Modellregion Aachen Feldversuch bei etwa 500 Haushalten 8

9 Das Internet der Energie Ebenenmodell 9

10 Innovation von Watts Watts = intelligente Kilowattstunde: Energie wird durchgängig von Informationen über Preis und Qualität begleitet Konzeption des Energiesystem als Internet der Energie Nutzung und Adaption von Internettechnologie Besondere Bedeutung der Informationsflüsse Anspielung auf die tiefgreifenden Veränderungen Information wird zum Produktionsfaktor entlang der gesamten Wertschöpfungskette Verbesserte Selbstregelfähigkeit des Systems durch dezentrale und system-übergreifende Regelkreise auf verschiedenen Ebenen 10

11 Das Internet der Energie Analogien Internet der Energie ENS Zentrales Verzeichnis von URIs zur Informations- und Dienstelokalisierung Energy Databases Ort (Ressource), wo sich energiewirtschaftlich relevante Information (z.b. Datenzentrale) befindet Energy Service Discovery Instrument (Tool) für das Auffinden von Energy (Web-)Services Energy Security Service Basis Service für dienste- und rollenspezifische Nutzung anderer Services Internet DNS Zentrales System, das Abfragen für Web-Seiten und s steuert Web Sites Ort (Ressource), wo sich Information zu einem bestimmten Thema befinden Search Engines Instrument (Tool) für das Auffinden von Web-Seiten im Netz SSL Sicherheitstool für Web-Seiten Internet der Dinge ONS Zentrales Verzeichnis von Herstellern, das Abfragen über Produktinformationen steuert EPC Information Services Ort (Ressource), wo sich bestimmte Informationen (z.b. MHD) über ein Produkt befinden EPC Discovery Services Instrument für das Auffinden von EPC Information Services im Netz EPC Security Services Tool für einen sicheren Zugang, in Abhängigkeit der erlaubten Zugangsrechte 11

12 Zusammenspiel der Komponenten auf Bilanzkreisebene 12

13 Architektur: Rollen, Systeme und Geräte 13

14 Architektur: Meteringkonzept Midrange Display Schmalband PLC ISO/IEC Cenelec B Band (95-125kHz) EN OFDM Modulation KNX + EN CEN/EN /-2 ISO/IEC GPRS (GSM) IEC WAN Ethernet (TCP/IP) IEEE RS232 / RJ10 nach FNN Lastenheft (MUC-kompatibel) für optische Ausleseeinheit eines ehz M-Bus (Draht) EN Gateway Strom bidirektionale IR IEC (vorher IEC 61107) Bridge M-Bus (Funk) 868MHz EN ZigBee 2,4GHz IEEE PC Low-End Display LAN Ethernet (TCP/IP) IEEE Strom Gas Wasser Wärme Strom Gas Wasser Wärme

15 Beispiel 1: Reaktion auf Bezugskonditionen Paradigmenwechsel durch regenerative Energieerzeugung Heute: Morgen: Erzeugung folgt Last Last folgt Erzeugung Quelle: DER SPIEGEL Nr

16 Beispiel 2: Zählerneusetzung mit Energy Name Service (1) 2. Eigentumsübergang Produzent MSB GmbH & Co.KG (DZ) 1. Produktion Geräte-ID als ENS-ID ( ioe.eu ) 3. Information an ENS MSB utilicount ist verantwortliche Stelle für den Gateway mit der ENS-ID ioe.eu ENS Haushalt DZ GW Datenzentrale Gateway Informationsfluss Materialfluss 16

17 Beispiel 2: Zählerneusetzung mit Energy Name Service (2) Produzent MSB GmbH & Co.KG (DZ) 5. Anfrage an den ENS Ich bin Zähler mit der ENS-ID ioe.eu, wer ist mein verantwortliche DZ? 4. Neusetzung 7. Kontaktaufnahme GW nimmt Kontakt mit der DZ des MSB auf ( msb.com ) ENS Haushalt 6. Antwort ENS schickt Information mit verantwortlicher Stelle ( ioe.eu ) und der URL der DZ des MSB ( DZxy.msb.com ) 17 DZ GW Datenzentrale Gateway Informationsfluss Materialfluss

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen? Thank you for your attention. Questions? Watts wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert. Förderkennzeichen: 01ME08017 und weitere. Betreut wird Watts durch den Projektträger im DLR.

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