Projekt Smart Grids Ulm. Hochschule Ulm und Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH. Prof. Gerd Heilscher Wolfgang Rabe Florian Meier

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1 Projekt Smart Grids Ulm Hochschule Ulm und Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH Prof. Gerd Heilscher Wolfgang Rabe Florian Meier

2 Agenda Herausforderungen Seite 2 Arbeitsbereiche Testgebiete Ergebnisse & Ausblick Projektfinanzierung

3 PV-Entwicklung (Gesamt-Netz) Zubau / a Stck 800 Zubau Anzahl Anlagen / a Seite

4 PV-Entwicklung (Gesamt Netz) Anzahl installierter Anlagen Stck Anzahl installierter Anlagen Seite

5 PV-Entwicklung (Gesamt-Netz) installierte Leistung kw Installierte Leistung Seite

6 Herausforderungen Wie viel Energiewende verträgt das Netz? Was passiert wenn 25% / 50%.100% der Häuser Solarstromanlagen installieren? Seite Wie muss das Stromnetz ausgebaut werden? Welche technischen Lösungen gibt es? (Toolbox) Was kostet der Umbau des Netzes? Welches ist die wirtschaftlichste Lösung? Was kosten intelligente Netze?

7 Arbeitsgebiete Seite 7 Energie- Meteorologie Optimierung Netzplanung -betrieb, -analyse Energie- Informatik

8 Testgebiete Reallabor Ulm Seite Netzsimulation MS- und NS-Ebene Gas Fernwärme Testgebiete Einsingen Hittistetten Projekthaus SWU Verteilnetze Messkampagne, Netzanalyse, Kundenbefragung Meister Solarbundesliga Über 4500 Einspeiser 544 MW Dachpotential

9 Smart Grid Testgebiete in Ulm Seite 9 Ulm Einsingen: (seit 2011) Wohnort mit Vorstadtcharakter Senden Hittistetten: (seit 2014/2015) Ländliche Struktur

10 Testgebiet 1: Ulm-Einsingen / Seite Situation 2013 Häuser 133 PV Anlagen 21 Leistung 231 kwp Strom:~1047 MWh PV: ~ 230 MWh PV Anteil: 24%

11 Testgebiet 2: Senden-Hittistetten Seite 11 Situation 2013 Häuser: 113 PV Anlagen: 52 Strom: 1184 MWh PV: 1204 MWh PV Anteil: 100,2%

12 Projekthaus Luftwärmepumpe Pelletofen Pufferspeicher (1.000 l) PV-Anlage Seite 12 kontrollierte Wohnraumbelüftung mit Wärmerückgewinnung Batteriespeicher Gebäudeautomatisierung

13 Ergebnisse Messkampagne (NS) Seite Gefördert Im Rahmen des EU FP7-Projekts ENDORSE Messung an 8 Transformator-Abgängen im Sekundentakt

14 Messkampagne Kundenzähler Seite 14

15 Ergebnis Messkampagne (MS) Jahresmittelwerte MS-UW H.-Lorenser-Str.15 (Betriebsmessung, Strombetrag ) Seite 15 Dezember Juni

16 Zeitreise Solar-Dach-Potentialanalyse Was passiert wenn ALLE Dächer mit Photovoltaik belegt werden? Transformator 630 kva PV Anlagen kwp Seite Gefördert durch SWU, Stadt Ulm und Sparkasse Ulm Transformator muss getauscht werden Leitungen müssen verstärkt werden Es kommt ZWEIMAL so viel Energie von den Solaranlagen, wie gebraucht wird. Energiebedarf 1047 MWh Einspeisung MWh Aber nicht in der Nacht Zu wenig im Winter

17 Strategische Netzplanung Spannungsbandverletzung? Überlastung Transformator? Überlastung Kabel und Leitungen? Seite r-ont Blindleistung P-Regelung Verstärkung Kostengünstiger und effektiver Netzausbau

18 Status Netzgebiet Ulm Transformatorbelastung im Ist-Zustand PV induzierte Auslastung Folie 18 Institut für Energie und Antriebstechnik, Daniel Funk Hochschule Ulm, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH PV-Anlagen >7 kwp Darstellung installierten PV- PV-Dichte pro Quadratmeter ausge von den Transformatoren in der

19 Ausblick Netzgebiet Ulm Transformatorbelastung bei 25% PV-Potential PV induzierte Auslastung Folie 19 Institut für Energie und Antriebstechnik, Daniel Funk Hochschule Ulm, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH PV-Anlagen >7kWp Darstellung 25% PV-Potential PV-Dichte pro Quadratmeter ausge von den Transformatoren in der Ein

20 Ausblick Netzgebiet Ulm Transformatorbelastung bei 50% PV-Potential PV induzierte Auslastung Folie 20 Institut für Energie und Antriebstechnik, Daniel Funk Hochschule Ulm, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH PV-Anlagen >7kWp Darstellung 50% PV-Potential PV-Dichte pro Quadratmeter ausge von den Transformatoren in der Ein

21 Ausblick Netzgebiet Ulm Transformatorbelastung bei 75% PV-Potential PV induzierte Auslastung Folie 21 Institut für Energie und Antriebstechnik, Daniel Funk Hochschule Ulm, Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH PV-Anlagen >7kWp Darstellung 75% PV-Potential PV-Dichte pro Quadratmeter ausge von den Transformatoren in der Ein

22 Netzzustandsbestimmung NS 110kV Seite V P, B, U, I, Letzte Messstelle Leittechnik 10kV Stromflussrichtung erfassen Smart Meter für PV>7kWp Kommunikation Inverter Netzdienstleistungen

23 Ulm Zeitreise Sehr gut und gut geeignete Dachflächen (49%) Biomasse und Wasserkraft +10% Seite 23 Abteilung, Name in Fußzeile eintragen. SWU-Unternehmensgruppe Quellen: EEG-Anlagenregister, Solar-Dach-Potential-Analyse Ulm gefördert durch SWU, Stadt Ulm, Stadtsparkasse Ulm Bestand und sehr gut geeignete Dachflächen (25%) Biomasse und Wasserkraft +10% EEG Anlagenregister 2013 Solarstrom (8% der Dachfläche)

24 Ausblick Seite 24 Leistung kw LASTSPITZE Netz Ulm 160 MW Schwachlast Netz Ulm 90 MW JAHR Biomasse Wasserkraft Solarstrom Quellen: EEG-Anlagenregister, Solar-Dach-Potential-Analyse Ulm gefördert durch SWU, Stadt Ulm, Stadtsparkasse Ulm

25 Projektfinanzierung NathanPV BMWI 428 T Smart Solar Grid EU/BW 260 T Pro-Aktive Netzplanung Netzbetrieb SINTEG Seite Smart Meter (BSI) Einspeisemanagement Wechselrichterinfos ENDORSE EU: 91T Solarstrahlung Satellit (MSG) OrPHEuS EU 560 T Überschüsse im Stromnetz Gemeinsame Optimierung von Strom, Gas und Wärmenetzen ESOSEG BMWI 553 T CIM für Verteilnetz Standardisierte Schnittstellen BMWI c/sells HSU 800 T SWU T Intelligentes Netz Einsatz Smart Meter Kooperation von Zellen

26 Zusammenfassung Seite 26 Längerfristig auch Überlastung der Betriebsmittel im Stadtgebiet (544 MWp) Technologieentwicklung beeinflusst Potential (10%/14%/20%) Datengrundlage und Informationssystem anpassen (Trennstellen, Infos SAP) Planungsmethoden anpassen (Vorausschauende Planung, ) Einblick in den Netzzustand in der Niederspannung gewinnen Smart Meter = Einstieg in das Energieinformationsnetz = Grundlage für Flexibilitätsoptionen

27 Ausblick Seite 27 Smart Grids Forschungsteam Ulm, Heilscher Hochschule Ulm SWU-Unternehmensgruppe Absicherung von Investitionsentscheidungen durch Blick in die Zukunft Solar-Dach-Potentialanalysen Netzberechnung im Niederspannungsnetz (Toolbox) Vom Energieversorger zum Dienstleister Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen Präsentation und individuelle Beratung im Energiestudio Einführung gesichertes Energie-Informationssystem BSI konforme Smart Meter Gateways Grundlage für Energiedienstleistungen und Netzzustand Energie Meteorologie Einspeisevorhersage Services für Prosumer, Speicheroptimierung Vermarktung der Energie

28 Kontakt Seite 28 Prof. Gerd Heilscher Falko Ebe, Holger Ruf, Christoph Kondzialka, Matthias Casel, Daniel Funk, David Stakic, Konstantin Ditz Hochschule Ulm - University of Applied Sciences Institut für Energie- und Antriebstechnik Eberhard Finckh Str Ulm Mail: heilscher@hs-ulm.de ebe@hs-ulm.de ruf@hs-ulm.de casel@hs-ulm.de kondzialka@hs-ulm.de funk@hs-ulm.de stakic@hs-ulm.de ditz@hs-ulm.de Wolfgang Rabe Florian Meier Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH Karlstraße Ulm Mail: wolfgang.rabe@ulm-netze.de florian.meier@ulm-netze.de

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