Intelligent Grid. Neue Geschäftsmodelle und innovative Technologie für die Energiewende

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1 Intelligent Grid Neue Geschäftsmodelle und innovative Technologie für die Energiewende

2 Energiewende bringt Produktion und Verbrauch aus dem Gleichgewicht Mit der Energiestrategie 2050 werden im Sommer Megawatt (MW) Solarleistung in das Niederspannungsnetz eingespeist. Zusammen mit der Produktion aus Laufwasser und Wind übertrifft die Einspeiseleistung den Leistungsbedarf der Schweizer Konsumenten stundenweise um mehrere Tausend MW (Abb. 1). Der Rückgang der Gestehungskosten von Solarstrom führt zur Steckdosenparität. Die Eigenverbrauchsregelung macht den Strom vom Dach für den Kunden noch interessanter. Der Anteil von Solarstrom am Ausbau der erneuerbaren Energien wird mit weiter sinkenden Gestehungskosten deshalb stark zunehmen. Grosse Konzentrationen von Solarstromproduktion führen zu Überspannung und Energieverlusten auf den Verteilnetzen. Der Netzbetrieb wird zu einer echten Herausforderung für die Energieversorgungsunternehmen (Abb. 2). Die aktuell im Vordergrund stehenden Lösungsansätze sind ungenügend: Das Abregeln der Solarstromanlagen ist nicht zielführend. Der Ausbau der Verteilnetze verlagert die Problematik auf die nächsthöhere Netzebene. Regelbare Transformatoren sind Symptombekämpfung. Dezentral verteilte Speicher in den Verteilnetzen nehmen die Produktionsspitzen temporär auf und speisen den Strom zeitversetzt bzw. bedarfsgerecht wieder ins Netz ein (gepufferte Einspeisung). Dadurch werden Spannungsprobleme dort gelöst, wo sie entstehen. Aus unregelmässig anfallender Energieproduktion wird bedarfsgerechte Energieproduktion; Netzdienstleistungen/Systemdienstleistungen werden dezentral erbracht (Abb. 3). Die Steuerung von InGrid ermöglicht die gepufferte Einspeisung von Solarstrom und die netzfreundliche Steuerung von Lasten (z.b. Boiler) und dezentralen Batteriespeichern ohne bidirektionale Kommunikation. Quellenangaben: Abb. 1 und 3: Prof. Dr. Matthias Popp: Kurzzeitspeicher-Analyse Schweiz im Auftrag der Swiss Utility Solutions AG, April 2014 Abb. 2: Ursin Max, Ein «Smart Grid» von der Natur inspiriert, VSE Bulletin, 9/2012

3 Innovative Technologie bringt Produktion und Verbrauch ins Gleichgewicht Ein Teil der Konsumenten entwickeln sich zu Prosumenten. Diese produzieren ihren eigenen Strom, speisen überschüssigen Strom ins Netz ein und beziehen Strom aus dem Netz. Prosumenten werden in Zukunft Batteriepuffer einsetzen, weil die Produktion von Solarstrom zukünftig noch billiger wird. durch die Eigenverbrauchsregelung der Eigenverbrauch und damit der finanzielle Nutzen durch den Einsatz einer Batterie weiter erhöht wird. die steigende Nachfrage nach Batterien (u.a. E-Mobilität) zu sinkenden Preisen führen wird. Durch den Einsatz von Batterien beim Prosumenten wird der Netzbetrieb wegen der ungesteuerten Einspeisung noch anspruchsvoller. Die Einspeisung von Solarstrom mit InGrid-gesteuerten Speichern und Lasten erfolgt netzfreundlich und basiert auf den folgenden Kriterien: Die InGrid-Steuerung misst Spannung und Frequenz am Netzanschluss des Speichers. Die Steckdosenspannung ist ein Mass für die lokale Netzbelastung bzw. die Belastung des Ortstransformators, die Frequenz für die Belastung des übergeordneten Netzes. Der selbständig agierende NeuroGrid-Algorithmus lädt bei Energieüberfluss (hohe Spannung und/oder hohe Frequenz) die dezentral verteilten Speicher im Netz und entlädt diese bei Energiemangel (tiefe Spannung und/oder tiefe Frequenz). Durch den Einsatz von vielen mit InGrid-Steuerungen ausgestatteten Speichern und Lasten im Verteilnetz werden die Produktion und der Verbrauch bereits auf Verteilnetzebene bestmöglich ausgeglichen. Die Steuerung von lokalen Speichern und Lasten kann durch zusätzliche Informationen optimiert werden. Die InGrid-Steuerung nutzt zur Informationsübertragung die bewährte Rundsteuerung. Mit Hilfe einer Wetterprognose für den Folgetag kann der lokale Speicher auf die erwartete Netzsituation vorbereitet werden. Das EVU erhält Zugriff auf schaltbare Lasten: Die Rundsteuerung erlaubt, übergeordnete Netzzustände zu kommunizieren, so dass untere Netzebenen als Unterstützung für den Netzbetrieb auf oberen Netzebenen genutzt werden können. Die Steuerung von InGrid führt die dezentrale Produktion und den Verbrauch ins Gleichgewicht und ermöglicht, die Lastflüsse im Verteilnetz aktiv zu steuern.

4 Neue Geschäftsmodelle für die Energiewende Ansätze für neue Geschäftsmodelle Mit sinkenden Batteriepreisen und Eigenverbrauchsregelung wird es für die Prosumenten wirtschaftlich, ihren Eigenversorgungsgrad mit Hilfe von eigenen Speichern zu steigern. Untersuchungen zeigen, dass die Prosumenten in naher Zukunft ihren Eigenversorgungsgrad mit einer PV- Anlage von 30% ohne Batteriespeicher bis auf 70% mit Batteriespeicher anheben können. Die Batteriespeicher der Prosumenten können von den EVU mit der InGrid-Steuerung (inkl. Rundsteuerung) aktiv mitgenutzt werden. Dadurch wird eine Vielzahl von interessanten Geschäftsmodellen denkbar: Nutzen der Speicher und flexiblen Lasten durch Netzbetreiber und Energieversorger Neue Produkte im Dienstleistungsgeschäft (Verkauf, Betrieb und Wartung von Einzelanlagen und ganzen Systemen) Contracting und Sharing von Speichern und Lasten Innovative Produkte verknüpfen die Interessen und Bedürfnisse der Prosumenten / Konsumenten mit den Bedürfnissen der Netzbetreiber und Energielieferanten. Netz Dezentrale Speicher im Netz sind grundsätzlich kostengünstiger als der Netzausbau, da mit dem Netzausbau die Speicherprobleme auf eine höhere Netzebene weitergereicht werden. Dezentrale Speicherung kombiniert mit der InGrid-Steuerung reduziert zudem Spannungsprobleme und stellt dringend benötigte Regelleistung lokal bereit (dezentrale Systemdienstleistungen). Die regulatorischen Vorgaben müssen den geänderten Rahmenbedingungen Rechnung tragen und die Verteilnetzbetreiber müssen für die dezentral erbrachten Netzdienstleistungen entschädigt werden. Energie und Dienstleistungen Netzbetreiber und Energieversorger können die Prosumenten mit neuen Geschäftsmodellen und innovativen Produkten bedienen. Dezentrale Speicher bieten eine Vielzahl von Anknüpfungspunkten für Dienstleistungen vom EVU für ihre Kunden. Dem Energieversorger eröffnen sich zudem mit dezentralen Speichern und flexiblen schaltbaren Lasten neue Freiheitsgrade (Bilanzgruppen-/ Lastmanagement). Die Energiewende muss die Produktion der erneuerbaren Energien erhöhen und diese gleichzeitig in einer gesamtheitlichen Betrachtungsweise optimal in die Stromversorgung integrieren. Nur bei netzfreundlicher Integration der erneuerbaren Energien kann die Energiewende gelingen.

5 Starke Partnerschaft für umfassende Lösungen Über uns Die InGrid AG ist ein unabhängiges Schweizer Unternehmen, das im Sommer 2013 von den Partnerfirmen Innovenergy GmbH, Battery Consult GmbH und Swiss Utility Solutions AG gegründet worden ist. VISION / MISSION InGrid AG ermöglicht mit NeuroGrid die Integration von erneuerbaren Energien in die Stromversorgung auf Verteilnetzebene und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende. NeuroGrid ist ein lernender Algorithmus, der dezentrale Erzeugung bzw. Speicher intelligent in die Stromversorgung einbindet und mit zentralen Steuerungsinformationen kombiniert werden kann. Kernkompetenzen und Auftrag Die InGrid AG ist auf die Integration von erneuerbaren Energien, insbesondere Photovoltaik, in die Stromversorgung auf Verteilnetzebene spezialisiert. InGrid AG zeichnet in erster Linie für die technischen Lösungsansätze und die technischen Integrationsfragen verantwortlich. Optimierungstechnologien / Optimierungsalgorithmen System-Setup Batterietechnologie Wechselrichtertechnologie Kontaktangaben InGrid AG siehe Rückseite dieser Broschüre Über uns VISION / MISSION Swiss Utility Solutions AG Das Beratungsunternehmen massgeschneidert auf die Bedürfnisse der Schweizer Energieversorgungsunternehmen (EVU) Unterstützt Schweizer EVU in dem sich rasch verändernden industriellen und regulatorischen Umfeld Bietet die notwendigen Fachexpertisen aus einer Hand: Strategie Finanzen Recht Baut auf die Erfahrungen starker Partner in diesen drei Bereichen Die Swiss Utility Solutions AG bietet für die Bereiche Strategie, Finanzen und Recht aufeinander abgestimmte Unterstützung aus einer Hand, insbesondere bei regulatorischen Fragen. Kernkompetenzen und Auftrag Wir verfügen über umfangreiche, langjährige Projekterfahrungen in der Unterstützung von Schweizer EVU auf ihrem Weg aus dem hoheitlichen Umfeld in einen wettbewerbsorientierten Markt. Wir kennen sowohl den Markt als auch die Prozesse in einem EVU. Alle notwendigen Fachexpertisen aus einer Hand Wir unterstützen die Anpassung an die regulatorischen Anforderungen Wir adaptieren erprobte Lösungen Unsere Ergebnisse sind praktikabel und umsetzungsorientiert Effizientes und zielorientiertes Arbeiten ist unser Anspruch Kostenoptimiertes Vorgehen im Interesse unserer Kunden Kontakt Swiss Utility Solutions AG Schwanengasse 5/7 CH-3001 Bern Web: Christian Sahli +41 (31) christian.sahli@susol.ch Bernhard Weilharter +41 (31)

6 InGrid AG Zeughausstrasse 19d CH-3860 Meiringen Christian Sahli +41 (26) Max Ursin +41 (78)