Ziel: nachhaltige, stabile Energieversorgung

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1 Ziel: nachhaltige, stabile Energieversorgung Entwicklung eines Energieversorgungssystem das auf erneuerbaren Energien basiert kostengünstige und nachhaltige, stabile Versorgung mit Elektro- und Wärmeenergie gewährleistet die Etablierung leistungsstarker und nachhaltiger regionaler Wirtschaftsstrukturen ermöglicht Umweltbelastungen minimiert durch dezentrale Strukturen auch auf der Erzeugerseite gekennzeichnet ist Entwicklung und Evaluierung von Systemkonzepten und von technischen Systemkomponenten

2 Idee dynamische Optimierung komplexer Energie- und Stoffstöme intelligente Vernetzung von Akteuren und Prozessen der Energiewirtschaft vernetztes Erzeuger-, Netz- Last- und Stoffstrommanagement Einbeziehung von unterschiedlichen Energieträgern und Stoffströmen Etablierung einer offenen IT- Informations- und Servicestruktur (Sensornetze, Prozessleitsysteme, IT-Services) Daten IT-Services Markt für die Optimierung der technischen und wirtschaftlichen Betriebsführung Datengewinnung Datenaufbereitung Prozessoptimierung Energieträger - Gewinnung/ Produktion (Stoffstrom-) Logistik Energieerzeuger: Wärme, Elektroenergie, Gas Flexibilität Netze Verbraucher Flexibilität

3 Problemfelder keine wirtschaftlich nachhaltigen Konzepte für das Energie- und Stoffstrommanagement keine ganzheitliche Betrachtung von Energie- und Stoffströmen unzureichende Integration von Wärme und Gas in das Energiemanagement fehlende Prognosen der Energiemarktentwicklung bei zunehmender Etablierung virtueller Kraftwerke fehlende Konzepte für konkurrierende Optimierungskriterien, z.b. von Übertragungsnetzbetreibern (Netzstabilität) und virtuellen Kraftwerken (Gewinnmaximierung im Energiehandel) kein ganzheitliches Konzept für eine adäquate technische Infrastruktur unzureichende Konzepte für eine multifunktionale Kommunikationsinfrastruktur, die den Anforderungen an Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit, Erweiterbarkeit genügt

4 Lösungsansatz Solaranlagen Windkraftanlagen Blockheizkraftwerke Bioenergieanlagen Informations- und Kommunikationsinfrastruktur Verbraucher flexibel schaltbare Lasten Biomasse Stoffstrommanagement virtuelles Kraftwerk Betriebsführung Anlagensteuerung Fernüberwachung Prognosen (Wetter, Erzeugung, Last, Preisentwicklung...) Energiehandel Endkundengeschäft Regelenergiemarkt Energiebörse

5 Lösungsansatz Metanetze vernetzen Energieerzeuger, Verbraucher, Netzbetreiber, Telekommunikationsanbieter, IT-Services und Energiedienstleister multifunktionale Kommunikations- und IT-Infrastruktur als zentrales Element Gestaltung als sicherheitskritisches System frei definierbare Optimierungskriterien für die Betriebsführung der Akteure unter Berücksichtigung bestehender Zielkonflikte Einbeziehung der Stoffstromlogistik in die Optimierung Speicherung des Bedarfes bzw. des Angebotes an Energie durch die Nutzung der Flexibilität von Erzeugern und Verbrauchern offene, erweiterbare Systemarchitektur mit verteilter Intelligenz

6 Lösungsansatz Technische Anlage Bioenergieanlagen Solaranlagen Windkraftanlagen Blockheizkraftwerke Verbraucher Flexibel, schaltbare Lasten Sensornetze (Wetterstationen, Verkehrsleitsysteme...) Stadtbeleuchtung Verkehrsleitsysteme Logistiksysteme... Anlagendaten, Betriebsdaten Daten-QM/ Datenaggregation Steuerbefehle... z.b.: eine Windkraftanlage hat Messpunkte und liefert bis I/O-Messwerte pro Tag Kommunikationsinfrastruktur Daten-QM/ Datenbeschreibungen/ Datenaggregation/ IT-Services Synergien bei der Gewinnung, der Verarbeitung, der Kommunikation und der Nutzung der Daten Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) Virtuelles Kraftwerk Technische Betriebsführung Verkehrsleitsysteme Prognosesysteme (Wetter, Hochwasser...) Logistiksysteme... Consulting

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9 Konkurrierende Optimierungskriterien Kompromiss zwischen konkurrierenden Zielen Gewinnmaximierung Systemstabilität bezahlbare Energie Vorrang erneuerbarer Energien Formulierung einer Zielfunktion, die mehrere konkurrierende Optimierungskriterien gleichzeitig berücksichtigt und angemessen wichtet

10 Systemstabilität verbindliche technische Mindestforderungen für einen sicheren Systembetrieb Festlegung systemsichernder, anlagentechnischer und betriebstechnischer Kriterien für die einzelnen Anlagen entsprechend ihrer Kritikalität bezüglich des Gesamtsystems Zertifizierung der Anlagen Monitoring Schaffung von Anreizen (EEG...)

11 Datenoptimierung Statistische Prozesskontrolle Zustandsorientierte Instandhaltung Aggregation von Daten, Sicherung der Datenqualität Optimierung der Datenkonsistenz Datamining Messwerte Fehler Anlagenmodel optimiertes Zustandsmodell Statistische wahrscheinlichster Zustand Verteilung

12 Kontakt Netzwerk metastream Dr.-Ing. Gerd Arnold c/o evermind GmbH Schorlemmerstr Leipzig Tel ga@evermind.de