UNSERE REGION GEHT. SMART OPERATOR das INTELLIGENTE NETz der zukunft IN der SIEdLuNG wertachau

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1 UNSERE REGION GEHT SMART OPERATOR das INTELLIGENTE NETz der zukunft IN der SIEdLuNG wertachau

2 EIN baustein für die ENErGIEwENdE: die INTELLIGENTE NETzSTEuEruNG vor ort Testregion Wertachau Oberbayern Landsberg Das Pilotprojekt Smart Operator in der Siedlung Wertachau führen die Lechwerke in Kooperation mit der Stadt Schwabmünchen und der RWE Deutschland AG durch. RWE erprobt in weiteren Projekten intelligente Stromnetze: In den rheinlandpfälzischen Regionen Rhein-Hunsrück und Trier-Saarburg werden Smart-Operator-Projekte starten, in der Region Bitburg-Prüm läuft bereits das Modell Smart Country.

3 vorwort 3 Die Energiewende gibt uns ehrgeizige Ziele vor. Auf dem Weg dorthin sind wir schon ein gutes Stück vorangekommen. In unserer Region sind viele neue Fotovoltaikanlagen auf Hausdächern und freien Flächen installiert worden. Um die Ziele der Energiewende zu erreichen, müssen in den kommenden Jahren noch zehntausende Anlagen dazukommen. Die Herausforderung dabei: Die Stromerzeugung aus Sonnen-, aber auch Windkraft kann wetterbedingt stark schwanken. Damit alle Haushalte in unserer Region auch in Zukunft gewohnt zuverlässig mit Strom versorgt werden, müssen wir deshalb an neuen Technologien arbeiten, die uns helfen, diese Schwankungen auszugleichen. Eine zentrale Rolle spielt dabei das intelligente Stromnetz. Es hält über verschiedene Bausteine selbstständig die Erzeugung und den Verbrauch in einem Stromnetz im Einklang. Dr. Markus Litpher Vorstandsmitglied der Lechwerke AG Einen ersten Schritt in diese Richtung möchten wir mit dem Pilotprojekt Smart Operator in der Siedlung Wertachau unternehmen. Die Stadt Schwabmünchen und die RWE Deutschland AG sind dabei unsere Partner. Bei der Umsetzung des Projekts Smart Operator sind wir aber auch auf die Bereitschaft der Bürger zur Teilnahme angewiesen. Gemeinsam mit ihnen wollen wir einen Schritt in Richtung Energieversorgung der Zukunft gehen. Dr. Markus Litpher

4 4 INTELLIGENTE Netze Intelligente Netze für die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien Intelligente Stromnetze werden in Zukunft Erzeugung und Verbrauch in einem Stromnetz selbstständig im Gleichgewicht halten. So kann die Energie aus Quellen wie Wind und Sonne bestmöglich genutzt werden. Und die Stromversorgung bleibt sicher. Neue Anforderungen an die Stromnetze Bis 2021 sollen in Bayern 50 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. In den letzten Jahren sind zu den bestehenden Wasserkraftwerken mehr als Anlagen im LEW-Netz neu hinzugekommen, die Strom aus Biomasse oder Sonnenenergie in die Netze einspeisen. Viele weitere zehntausend Anlagen werden noch hinzukommen. Dafür bauen die Lechwerke bereits heute die Netze aus, welche die erzeugte Energie aufnehmen. Doch um die schwankende Stromerzeugung aus Sonnenenergie und Windkraft auszugleichen, muss das Stromnetz mit zusätzlichen Energiespeichern und Kommunikationsmitteln ausgerüstet werden. Das Ziel: das intelligente, smarte Stromnetz.

5 INTELLIGENTE Netze 5 Sichere Stromversorgung, hoher Anteil der Erneuerbaren In einem intelligenten Stromnetz sorgen Steuerungselemente selbstständig für einen Ausgleich zwischen dem Einspeisen und der Entnahme des Stroms. Zum Beispiel, indem Energie in zusätzliche Speicher geleitet und bei Bedarf dort wieder entnommen wird. Das intelligente Netz signalisiert Haushaltsgeräten oder einem Heizsystem, wenn besonders viel Strom aus Sonnenenergie eingespeist wird. Intelligente Netze bilden einen wesentlichen Baustein für die künftige Energieversorgung: > Intelligente Bausteine überwachen den Zustand des Stromnetzes und halten Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht. > Die größtmögliche Menge an Strom aus erneuerbaren Energien wird eingespeist. > Energiespeicher und variabel einsetzbare Stromverbraucher dienen als Puffer. > Eine sichere und zuverlässige Stromversorgung bleibt gewährleistet. Das Netz der Zukunft sorgt intelligent für das Einspeisen des Stroms aus erneuerbaren Energien und einen Ausgleich der Netzlasten. Das Netz der Zukunft sorgt intelligent für eine optimale Nutzung des Stroms aus erneuerbaren Energien und für eine sichere Stromversorgung.

6 6 SMarT operator der SMarT operator: das GEHIrN des INTELLIGENTEN STroMNETzES Im Zentrum des intelligenten Stromnetzes arbeitet der Smart Operator. Er ist über Datenleitungen mit Stromerzeugern, Verbrauchern und Speichern im Stromnetz verbunden. So erfasst er Einspeisungen, Lasten, Aufnahmefähigkeit sowie Speichermöglichkeiten im Stromnetz, stimmt diese Faktoren aufeinander ab und bringt sie in Einklang. Die Bestandteile des Netzes kommunizieren über das Glasfasernetz miteinander. In einem intelligenten Stromnetz sind die Verbraucher und Energiespeicher in den Haushalten wie zum Beispiel Waschmaschine oder Wärmepumpe mit anderen Komponenten im Stromnetz verbunden. Ihr Bedarf wird mit den Einspeiseleistungen der Stromerzeuger wie Fotovoltaikanlagen in Einklang gebracht. Das passiert zu Hause: Ein so genannter Home Energy Controller (HEC) ist mit elektrischen Komponenten und Geräten im Haus verbunden. Er kennt deren Anforderungen genau und kann sie nach Bedarf und Anforderungen des Kunden steuern. Der HEC registriert zum Beispiel, ob gerade ein Elektroauto angeschlossen ist, das in den nächsten fünf Stunden vollständig geladen werden soll. Der intelligente Zähler im Haus verfügt über einen Mikroprozessor. Er misst Spannung und Verbrauch eines Haushalts. Die ermittelten Messwerte sendet er regelmäßig an den Smart Operator.

7 SMarT operator 7 Fotovoltaik Haushaltsgeräte Wärmepumpe Smart Operator Home Energy Controller Batteriespeicher Intelligenter Stromzähler Testregion Wertachau Oberbayern Stromnetz Glasfasernetz Das bestehende Stromnetz und der Hausanschluss bleiben unverändert. Der Smart Operator Der Smart Operator kennt immer den aktuellen Zustand des Netzes. Außerdem weiß er, welche Kapazitäten die Fotovoltaikanlagen im Netz haben. Anhand einer Wettervorhersage berechnet er, wie viel Strom sie einspeisen könnten. Der Smart Operator errechnet auf Basis aller übermittelten Informationen den Energiebedarf der angeschlossenen Haushalte und die Kapazitäten der Energiequellen eines Netzes. Im Dialog mit allen Netzkomponenten sorgt der Smart Operator für einen Ausgleich der Netzlasten.

8 8 projektphasen Die Lechwerke bauen das Netz der Zukunft in der Siedlung Wertachau. In der Siedlung Wertachau bauen die Lechwerke in Kooperation mit der Stadt Schwabmünchen und der RWE Deutschland AG das erste intelligente Stromnetz in Bayerisch-Schwaben auf. Das Projekt wird in zwei Phasen umgesetzt. Selbstverständlich beachten die Lechwerke bei Aufbau, Betrieb und Management des intelligenten Netzes alle relevanten gesetzlichen Vorschriften des Datenschutzes. Projektphase 1: Aufbau der Infrastruktur Die Lechwerke haben für die notwendige Datenübertragung ein Glasfasernetz in der Siedlung Wertachau aufgebaut. Mehr als hundert Haushalte wurden direkt an das Hochleistungsglasfasernetz angeschlossen. In den Häusern wurden die bestehenden Zähler gegen moderne, intelligente Stromzähler ausgetauscht. Diese messen Spannung und Verbrauch eines Haushalts und übertragen die ermittelten Werte über das Glasfasernetz. Auf Basis dieser Informationen entwickelte die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) die Programmierung für das Gehirn des intelligenten Stromnetzes den Smart Operator.

9 projektphasen 9 Projektphase 2: Feldtest und Optimierung Die Lechwerke entwickeln auf Basis der in Phase 1 gewonnenen Informationen ein Konzept für den effizienten Netzbetrieb. Außerdem wird in der zweiten Projektphase der Smart Operator in das Stromnetz integriert. Parallel erweitert LEW das Netz um intelligente Bausteine wie Energiespeicher, Wärmepumpen und intelligente Haushaltsgeräte. Der Smart Operator ermittelt unter anderem anhand von Wetterprognosen die zu erwartenden Einspeiseleistungen sowie Lasten, Aufnahmefähigkeit und Speichermöglichkeiten im Stromnetz. Er stimmt diese Faktoren auf Basis der aktuellen Messwerte aufeinander ab und bringt sie in Einklang. Das erweiterte Netz umfasst nun alle notwendigen Komponenten, um Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht zu halten. Gute Voraussetzungen in der Wertachau Die Siedlung Wertachau eignet sich wegen der lokalen technischen Voraussetzungen für das Projekt besonders gut: Es ist ein abgeschlossenes Siedlungsgebiet, das Ortsnetz ist komplett verkabelt und durch Leerrohre für die Verlegung des Glasfasernetzes vorbereitet. Gleichzeitig verfügt der Ort über eigene Stromerzeugung: Mehr als 20 Fotovoltaikanlagen sind dort auf Hausdächern bereits in Betrieb. Außerdem nutzen die Haushalte elektrische Verbraucher wie Nachtspeicherheizungen, Warmwasserspeicher und andere Geräte, die sich für die Erprobung des intelligenten Netzes als Energiespeicher sehr gut eignen.

10 10 neue perspektiven Das Pilotprojekt liefert neue Erkenntnisse für den effizienten Einsatz von Energie. Sowohl die Lechwerke als auch die teilnehmenden Haushalte profitieren vom Projekt Smart Operator. Die Lechwerke sammeln wichtige Erfahrungen für den Aufbau der intelligenten Stromnetze. Die teilnehmenden Haushalte werden direkt an ein hochmodernes Glasfasernetz angebunden, können intelligente Haustechnik nutzen und erhalten durch intelligente Zähler detaillierte Informationen zu ihrem Energieverbrauch. Moderne Technologie und Energieberatung Alle teilnehmenden Bürger erhalten unentgeltlich einen Glasfaseranschluss, der auch für das schnelle Surfen im Internet genutzt werden darf. Die Haushalte bekommen eine individuelle Energieberatung von einem Fachmann der Lechwerke. Jeder Teilnehmer kann während des Projekts auf einer geschützten Internetseite mittels eines persönlichen Zugangs seinen aktuellen Stromverbrauch einsehen und wird von LEW regelmäßig über den aktuellen Projektverlauf informiert. Die Lechwerke bauen im Rahmen des Projekts ihre E-Mobility-Aktivitäten in Schwabmünchen weiter aus.

11 neue perspektiven 11 Der Ausgleich im Stromnetz zwischen schwankenden Lasten und wachsenden Einspeiseleistungen durch intelligente Steuerungsmodelle ist eines der wichtigsten Projektziele. Aber auch die Anbindung der Haushalte über Glasfaserkabel und die Steuerung der einzelnen Komponenten werden intensiv getestet. Der Stromfluss im Ortsnetz Stromeinspeisung und -verbrauch ohne Smart Operator Stromeinspeisung und -verbrauch mit Smart Operator Die Lechwerke sammeln dabei praktische Erfahrungen für den bedarfs- und kundenorientierten Aufbau und Betrieb intelligenter Stromnetze. Mit dem Pilotprojekt Smart Operator machen die Lechwerke einen wichtigen Schritt, um auch künftig Sicherheit, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Energieerzeugung und Stromversorgung gewährleisten zu können. Gemeinsam mit den Bürgern der Siedlung Wertachau und der Stadt Schwabmünchen leisten wir so einen Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende in unserer Region. Legende Verbrauch Einspeisung Das gemeinschaftliche Projekt bringt den teilnehmenden Bürgern eine Verbesserung der Energiebilanz ihres Haushalts.

12 Lechwerke AG Projekt Smart Operator Schaezlerstraße Augsburg T (kostenfrei) I E Stand:

UNSERE REGION GEHT. SMART OPERATOR das INTELLIGENTE NETz der zukunft IN der SIEdLuNG wertachau. www.lew.de/smartoperator

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