Der hybride Stadtspeicher - Die Speicherstadt

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1 Der hybride Stadtspeicher - Die Speicherstadt ThEGA-Forum 2012 Dipl.-Ing. Frank Karstädt c Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik IOSB-AST 11. Oktober 2012

2 Agenda 1 Einleitung Konsortium Motivation Projektidee 2 Der Hybride Stadtspeicher Systemumfeld Komponenten Technologieentwicklungen Managementsystem Demonstrationszentren 3 Zusammenfassung [2] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

3 Einleitung Konsortium Projektpartner: Berater: Projektlaufzeit: [3] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

4 Wirkleistung Wirkleistung Einleitung Motivation Ausgangssituation Fluktuierende, volatile, dezentrale Energieerzeugung Zeit Herausforderung Räumlich-zeitlicher Energieausgleichsbedarf Zeit [4] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

5 Einleitung Projektidee Informations- & steuerungstechnische Erschließung bereits vorhandener hybrider Speicherkomponenten Bereitstellung und Weiterentwicklung von elektrischen & thermischen Speichersystemen Optimierte Einsatzplanung der Flexibilitätsleistung für einen effizienten lokalen Energieausgleich Echtzeitregelung zur Einhaltung des definierten Niederspannungs-Netzbetriebes [5] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

6 Der Hybride Stadtspeicher Systemumfeld [6] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

7 Der Hybride Stadtspeicher Komponenten Zusätzlich Lasten (additive load) Wärmenetz statt mit BHKW-Abwärme mittels Strom erwärmen Verschiebbare Lasten (dispatchable load) Trinkwarmwasser mit Strom erwärmen Reale Stromspeicher(real energy storage) Lithium-Akkumulatoren Verschiebbare Erzeugung (dispatchable generation) BHKW mit thermischem Pufferspeicher Zusätzliche Erzeugung (additive generation) Notstromdiesel [7] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

8 Der Hybride Stadtspeicher Technologieentwicklungen Batteriespeicher Ziel: Skalierbares, kostengu nstiges, eigensicheres und langlebiges Lithiumbatteriesystem zur Integration in Geba ude Weg: Optimierung des Zell-, Modul- und Systemdesigns (geringer Sensor-Aufwand) mit gro ßeren Zellformaten auf Basis von Phosphor-Olivinen Haus-LowEx-Speicher Ziel: hochkompakte thermische Speicher zur Pufferung von bis zu 72 Stunden Erzeugung und Verbrauch Weg: Phase-Change-Emulsionen angepasst an Temperaturniveau und Systementwicklung als stand-alone Lo sung oder Retrofit FlexController (FLX-Ctrl) Ziel: Echtzeitregelung sowie 24 Stunden optimierte Vorausplanung von dezentralen Speichern, die einen hybriden virtuellen Gesamtspeicher bilden Weg: Hardware - Entwicklung eines Controllers auf Ortsnetzebene sowie der Geba udecontroller und einer u berlagerten Regelungsstruktur Weg: Software - Modellierung des Systems und viertelstu ndliche Optimierung aller Komponenten kombiniert mit einer Echtzeitregelung [8] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

9 Der Hybride Stadtspeicher Systemarchitektur FlexController (FLX-Ctrl) [9] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

10 Der Hybride Stadtspeicher Demonstrationszentren [10] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

11 Zusammenfassung Erschließung bereits vorhandener System- und Speicherkomponenten mittels IKT Neu- und Weiterentwicklung von elektrischen und thermischen Speichersystemen Intelligente Kopplung von elektrischen und thermischen Versorgungssystemen Bereitstellung von flexiblen Leistungspotentialen Dezentral verteiltes Managementsystem mit hierarchischer Optimierung Aggregation eines virtuellen hybriden Speichers Beitrag zur Bewältigung des örtlichen und zeitlichen Energieausgleichsbedarfs [11] c Fraunhofer IOSB-AST 2012

12 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Frank Karstädt Energiesysteme/Abteilung Energie Fraunhofer-Anwendungszentrum Systemtechnik Am Vogelherd Ilmenau Tel.: [12] c Fraunhofer IOSB-AST 2012