Welcome. to the Hager Group. das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Dipl.-Ing. Michael Lehr. Page 2

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2 Welcome to the Hager Group das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 2

3 im Smart Grid Page 3

4 Agenda Heutige Situation im deutschen Niederspannungsnetz Ansätze zur Reduzierung der Netzbelastung - Intelligentes Verteilungsnetzmanagement ines - Das intelligente Zuhause mit Energieintelligenz und dezentralem Speichersystem Realisierung im Saarland - Forschungsprojekt Stromsparland - Forschungs- und Anwendungszentrum der Hager Group Zusammenfassung und Ausblick Page 4

5 Heutige Situation im deutschen Niederspannungsnetz das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 5

6 Volatile PV-Einspeisung und große volatile Lasten am Niederspannungsnetz erfordern neue Lösungen Erzeugungs- und Lastsituation Höchstspannung Hochspannung Mittelspannung Niederspannung ~10 GW ~25 GW 25 GW ca. 70 % der installierten PV-Leistung hängt am NS-Netz (Gesamte installierte Leistung ~ 180 GW) Große, teils volatile Verbraucher (z.b. elektrische Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge) Daraus folgen: Volatile Einspeisung Spannungsbandverletzungen Netzausbaubedarfe zur Versorgung großer Lasten Teilweise Umkehrung der Lastflüsse Netze und Anlagen sind dafür nicht ausgelegt Page 6

7 Vor allem in ländlichen Niederspannungsnetzen ist zukünftig mit Spannungsbandverletzungen zu rechnen Spannungsbandverletzungen im Niederspannungsnetz Quelle: FGE Kolloquium, RWTH Aachen, , Ansgar Hinz; Der Regelbare Ortsnetztransformator im Verteilungsnetz Lösung aller Spannungsbandprobleme? Page 7

8 Ansätze zur Reduzierung der Netzbelastung das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 8

9 Intelligentes Verteilungsnetzmanagement und dezentrales Energiemanagement mit Speichern stabilisieren das Netz Zwei Ansätze zur Reduzierung der Netzbelastung Intelligentes Verteilungsnetzmanagement mit SAG und EFEN Das intelligente Zuhause mit Energiemanagement und dezentralem Speichersystem Page 9

10 das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 10

11 Neben der Netzanalyse und der installierten Hardware liegt der Schlüssel bei der Simulation des Netzes Intelligentes Verteilungsnetzmanagement - ines Quelle: ines Intelligentes Verteilnetzmanagement, Die SAG-Smart Grid Systemlösung für dezentrales Netzkapazitätsmanagement Page 11

12 Netze von Morgen brauchen schon Heute intelligente Hardware Geräte mit Funktionen für Messen, Kommunizieren & Busanbindung Als Komplettgerät oder Nachrüstlösung bieten Investitionsschutz Wandler im Eingang oder Abgang zur Strommessung Elektronische Sicherungsüberwachung und Mikroschalter zur Messung & Meldung des Schaltzustandes Messgeräte zur lokalen Anzeige und Busanbindung Page 12

13 Smart Grid Solution mit mbox und E3 Lastschaltleisten im Kabelverteilerschrank von EFEN Page 13

14 Ein intelligentes Verteilungsnetzmanagement kann den Netzausbaubedarf je nach Netz deutlich verringern Auswirkungen von ines auf den Netzausbau Automatisierung durch Einsatz neuer Technologie P Unternehmensindividuell zu bestimmen! Konventioneller Netzausbau Gesamtbedarf Netzverstärkung Bestehendes Netz t Heutige Netzaufnahmekapazität Page 14

15 Das intelligente Zuhause mit Energieintelligenz und dezentralem Speichersystem das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 15

16 Das intelligente Zuhause verbindet die E-Mobilität über die Technikzentrale mit den Bewohnern Das intelligente Zuhause Page 16

17 Lokale Erzeugung und lokaler Verbrauch von Energie liefern die größten Kosteneinsparungen Energieeinsparpotential in Wohngebäuden Energiekosten des Smart Building Wirtschaftliches Ziel: Reduzierung des Energieverbrauches Reduzierung des Energieimportes aus dem öffentlichen Netz 6 % Energieverbrauchsanzeige, Tarifmanagement 20 % Gebäudeautomatisierung, Energieeffizienz 60 % - Lokale Energieerzeugung (erneuerbare Energien, Blockheizkraftwerk) - Lokaler Verbrauch der erzeugten Energie - Speicherung der lokal erzeugten Energie - Energiemanagement Page 17

18 Aufgrund der Energieoptimierungspotentiale und Schnittstellen in das Netz spielt das Gebäude eine Schlüsselrolle Das Gebäude im Mittelpunkt der zukünftigen Energieversorgung Technologisches und wirtschaftliches Ziel : Verbrauchsorientierte Erzeugung und Erzeugungsorientierter Verbrauch Nachhaltige Optimierung von Energieverbrauch und Energieerzeugung Energieverbrauch Energieerzeugung durch Fotovoltaik Smart Grid Energieerzeugung per KWK Page 18

19 Um das wirtschaftliche Ziel zu erreichen, muss das intelligente Zuhause über Energieintelligenz verfügen Erfolgsfaktor Energieintelligenz für im intelligenten Zuhause Energieverbrauch Energieerzeugung durch Fotovoltaik Energieerzeugung durch Wind Energieerzeugung per KWK Energieintelligenz Analyse Vorhersage Handel Steuerung ± Energiespeicherung als Strom Energiespeicherung Wärme E-Mobilität mit Energiespeicherung Page 19

20 Realisierung im Saarland das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 20

21 Im Stromsparland wird das Zusammenspiel zwischen dem intelligenten Zuhause und dem Smart Grid erforscht Forschungsprojekt Stromsparland Ziele des Forschungsprojektes: 1 Phase: Untersuchung der technischen Realisierbarkeit eines Energiespeichersystems (inkl. Energieintelligenz) mit Vorhersage der Erzeugung und des Verbrauchs und mit Anbindung an einen Marktplatz für Energie Aufbau und Test dieses Systems 2 Phase: Installation von 300 Energiespeichersysteme im Saarland Page 21

22 Das betrachtete Gesamtsystem enthält alle zukünftig im intelligenten Zuhause zu erwartenden Technologien Forschungsprojekt Stromsparland Netzbezug Erneuerbare Energien Eigenerzeugung: Photovoltaik Mikro-KWK Konventionelle Energien Energieintelligenz Speichersystem Marktplattform Verbrauchseinrichtungen E-Mobilität Page 22

23 Das Projekt startete im Juli 2013 mit Phase 1 welche bis März 2015 geht anschließend ist die 2 Phase geplant Forschungsprojekt Stromsparland Zeitlicher Ablauf Projektstart Ende Phase 1 Juli 13 Phase 1 März 15 > April 15 Phase 2 Beginn Phase 2 Page 23

24 Erste Anwendung der Technologien unter realen Bedingungen erfolgt im Forschungs- und Anwendungszentrum Forschungs- und Anwendungszentrum der Hager Group Energieverbrauch Erste Anwendung der Energieintelligenz Energieintelligenz Analyse Vorhersage Steuerung Energieerzeugung Energiespeicherung ± Neues Gebäude der Hager Group mit m² - Büros, Labore und Werkstätten Energieverbrauch: 1,4 Mio. kwh pro Jahr Energieerzeugung - Fotovoltaik: 50 kwp - Blockheizkraftwerk: 120 kw elektrische Energie und 180 kw Wärme - Wind (noch offen) Energiespeicherung: 100 kwh Erster Schritt: Reduzierung des Energieimportes um 70 % Zweiter Schritt: Reduzierung des Energieimportes um 100 % Page 24

25 Eine lokale Implementierung der Energieintelligenz optimiert den Energieeinsatz dieses Gebäudes Energieintelligenz kann in lokalen Anwendungen realisiert werden Lokale Anwendung Daten - Cloud - Service - Wetterdaten - Tarifinformation - Sharing point - Anwesenheit Alle Anwendungen der Energie- Intelligenz werden lokal im Smart Building realisiert - Analyse - Vorhersage - Steuerung Gemeinsamer Zugang zu Informationen über - Wetter - Tarife der VNB - Service Anwendung: Einzelne, unabhängige Gebäude Energieintelligenz Analyse Vorhersage Steuerung Page 25

26 Die Implementierung der Energieintelligenz in einer Cloud ermöglicht eine gebäudeübergreifende Optimierung Energieintelligenz kann in Cloud-Anwendungen realisiert werden Datenübertragung Energie - Cloud - Analyse, Vorhersage - Energiemanagement - Bewertung - Service, Anwendungen - Energiehandel Energieübertragung Page 26

27 Zusammenfassung und Ausblick das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 27

28 Die Technologien stehen weitestgehend bereit nun geht es an die Implementierung im Netz Zusammenfassung und Ausblick Durch die veränderten Erzeugungs- und Lastbedingungen werden intelligente Lösungen im Niederspanungsnetz notwendig Mit ines und dezentralen Energiespeichersystemen stehen zwei solcher intelligenten Lösungen zur Verfügung Die schon umgesetzten und sich in der Umsetzung befindenden Projekte im Saarland zeigen, dass die Technologien weitestgehend bereit stehen Zukünftig wird die Herausforderung darin bestehen, diese Systeme in den Niederspannungsnetzen zu installieren. Page 28

29 Thank you for your attention! das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing. Torsten Hager, Page 29