Modellregionen für intelligent vernetzte Energiesysteme

Transkript

1 Modellregionen für intelligent vernetzte Energiesysteme David Nestle, Philipp Strauß, Kurt Rohrig, Florian Schlögl, Sina Pezeshki (FhG-IWES) Ludwig Karg (B.A.U.M. Consult) Andreas Kießling (MVV Energie) Christof Wittwer (FhG-ISE) Dietrich Schmidt (FhG-IBP)

2 Förderprogramm von BMWi und BMU 6 Modellregionen Entwicklung/Erprobung von Schlüsseltechnologien und Geschäftsmodellen für ein Internet der Energien

3 Anreizsystem + dezentrale intelligente Entscheidung Einführung von Rückkopplung im Regelkreis Internet der Energie Alt Neu Nachfrage Erzeugung Merit- Order Rückmeldung Niedrige Tarife Speicher füllen EVs laden Eigenerzeugung aus Laststeuerung on Hohe Tarife Speicher leeren EVs entladen Eigenerzeugung ein Laststeuerung off Strompreis Energiebezug aus dem Netz Rückspeisung in das Netz

4 Energiemanagement im Haushalt Zentrale Information: variabler Tarif Automatisches Schalten und Messen von Geräten Nutzerinteraktion Nutzerschnittstelle Energiemanagement- Rechner Offene Kommunikationsstandards Ermöglicht viele weitere Anwendungen!

5 OGEMA Key Facts OGEMA definiert eine Gateway-Spezifikation (Software) Umgebung zur parallelen Ausführung verschiedener Anwendungen mit Zugriff auf Smart Grid Data und lokale Geräte (z.b. steuerbare Lasten) Standardisierte Datenmodelle und Dienste zur Interaktion der Anwendungen OGEMA definiert eine öffentliche Spezifikation Öffentliche Referenzimplementierung (Open Source) zeigt Umsetzung der Spezifikation und ermöglicht einfache Nutzung

6 Betriebssystem für Energie- Management Open Source Betriebssystem (z.b. Linux) OGEMA für Energie Management Kühlschrank App KWK-Anlage * Preisbasiertes Management Last * Notabschaltung Smart Meter Source: Source:

7 Weiterentwicklung OGEMA / openmuc

8 Konzept 1-stündiger 9-Stufentarif (je 3 x grün, gelb, rot) ein Tag im Voraus verbindliche Preise für Haushaltskunden Umsetzung im Feldtest 2011/ Einbau von Smart Meter und Energiemanager BEMI - Bonussystem über Netzbetreiber - Preisbildung anhand der Residualen Last - Abrechnung über die Marktplattform Tarifstufe Bonus / Malus [ct/kwh] wie wir ihn im Feldtest berechnen Interpretationsbeispiel bei einem mittleren Strompreis von 23 ct/kwh* 9 16 ct/kwh Malus 39 ct/kwh 8 12 ct/kwh Malus 35 ct/kwh 7 8 ct/kwh Malus 31 ct/kwh 6 4 ct/kwh Malus 27 ct/kwh ct/kwh 4 4 ct/kwh Bonus 19 ct/kwh 3 8 ct/kwh Bonus 15 ct/kwh 2 12 ct/kwh Bonus 11 ct/kwh 1 16 ct/kwh Bonus 7 ct/kwh

9 von April bis Juli 2011 (FG UPSY) Infostand der Forschungsgruppe Umweltpsychologie bei 3 Veranstaltungen zum Thema Energieversorgung Austeilen von Fragebögen zur Akzeptanz regionaler erneuerbarer Energieanlagen, Bürgerbeteiligung und RegModHarz Fotoausstellung zu Erneuerbaren Energieanlagen der Region und Diskussion mit BürgerInnen Fotos: Eventbild24.de Fotograf R. Göttel Im Rahmen des SEC-Projektes (Energy Sustainable Community), welches das RegModHarz-Projekt sozialwissenschaftlich begleitet

10 Dynamische Einbindung dezentraler Energieanlagen mit IKT Gateway Hohe Dynamik erfordert automatische Einbindung von Anlagen Plug & Play statt Engineering Umgang mit unzuverlässigen Anlagen und Kommunikationswegen Nutzung von IEC und von Web Technologien Inhaltliche Ziele Automatische Registrierung des IKT Gateways einer dezentralen Energieanlage Austausch der notwendigen Zertifikate Automatische Einbindung der Anlage in den Betrieb des virtuellen Kraftwerks

11 etelligence E-Energy-Modellregion Cuxhaven Energiemix der Zukunft Regenerative Anlagen (Wind, Photovoltaik, Biogas) in der Region decken etwa 50 Prozent des jährlichen Strombedarfs Repräsentativer Verbrauchsmix Haushalte, Industrie und Gewerbe Kommunikations-Infrastruktur Aufbau eines Glasfasernetzes 43 MW dezentrale Erzeuger Großkunden Glasfaser-Netz 3 Umspannwerke Tourismus Abgeschlossener Netzbereich Ermöglicht exakte Analyse Tourismus Kommunikation über die Grenzen der Region hinaus 11

12 eenergy-etelligence: Integration von KWK-Anlagen mittels IEC Protokoll Dr. Realisierung der leittechnischen Verteilnetzautomatisierung: - Realisierung einer offenen Implementierung des IEC Standards auf Basis des openmuc Frameworks - Aufbau mit einen embedded Linux Gateway, das als Energiegateway im AHOI Schwimmbad realisiert wurde - Leittechnik (IEC61850) und Energiemarktplatz über CIM Protokoll

13 Beispiel OGEMA-Anwendung: PV + Wärmepumpe Electricity Heat Cold Energy Management Gas Heat

14 Modellregionen und Modellprojekte für Elektromobilität 7 Modellprojekte: 5x IKT für Elektromobilität (BMWi, 45,5 Mio. ) 2x Intelligente Netze, Erneuerbare Energien und Elektromobilität (BMU, 9,5 Mio. ) 8 Modellregionen des BMVBS (ca.115 Mio. ) weitere Projekte von BMBF, BMWi, BMU, BMLF

15 Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte Authentifizierung, Anmeldung, Abrechnung Fahrassistenz und Navigation Flotten- und Mobilitätsservices gesteuertes Laden und Rückspeisung Marktrollen und Geschäftsszenarien

16 Querschnittsarbeit in den Fachgruppen Eichrechtlichen Rahmenbedingungen für Smart Grids und Stromzapfsäulen Authentifizierungs- und Identifikationsmanagement Standards, Normen und deren Erweiterung Anforderungen an Infrastruktur (Hardware, Netzwerke, Anwendungen), Datenmanagement und Schnittstellen sowie Referenzarchitektur Chancen und Hemmnisse für Geschäftsszenarien hinsichtlich Nutzerakzeptanz, Rechtssicherheit und Wirtschaftlichkeit

17 Rollende Pumpspeicher? Quelle: Begleitforschung IKT für Elektromobilität / TU Darmstadt

18 Flexibilitäten versilbern? Demandside Management (DSM) Elektronischer Marktplatz á la E-Energy dynamische Tarife Negawatts gesteuertes Laden Aggregator Energieversorger Erzeuger Verbraucher Unternehmen Mobilitätsprovider??? Netzbetreiber Marktplatz

19 Kontakt Dr. David Nestle Fraunhofer IWES, Königstor 59, D Kassel,