Das Centrum für Energiespeicherung

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1 Symposium Vernetzte Energieforschung 3. April 2014 Zentrum für Energietechnik, Bayreuth Das Centrum für Energiespeicherung Regionale Lösungen im Kontext der Energiewende Fraunhofer UMSICHT Samir Binder Fraunhofer UMSICHT Folie 1

2 Inhalt Das Centrum für Energiespeicherung Anwendungsbeispiele Systemanalyse Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Thermische Speicher Ausblick Folie 2

3 Zeitliche Entkopplung Örtliche Entkopplung Hintergrund Netze & Speicher Regelbar Netze Lastverschiebung Angebot Nachfrage Speicher Verbrauch Erzeugung Energieeffizienz Haushaltsgeld.net, Andreas Carjell, Viktor Mildenberger, Petra Bork, Dieter Schütz, Andreas Morlok / alle pixelio.de Folie 3

4 Centrum für Energiespeicherung Struktur Projektpartner Förderung Sulzbach-Rosenberg / Oberhausen Straubing / Stuttgart 20 Mio. Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie Systemanalyse Chemische Speicher Katalyse und Prozess Chemische Speicher Verfahren/Technische Umsetzung Wärmespeicher Folie 4

5 Centrum für Energiespeicherung Institute Folie 6

6 Inhalt Das Centrum für Energiespeicherung Anwendungsbeispiele Systemanalyse Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Thermische Speicher Ausblick Folie 7

7 Systemanalyse Metastudie Energiespeicher Darstellung des kurz-, mittel- und langfristigen Stromspeicherbedarfs sowie des Überschussstroms Erhebung des technischen Ausbaupotenzials einzelner Speichertechnologien Darstellung der Wirtschaftlichkeit von Speichertechnologien im Vergleich zu sonstigen Flexibilitätsoptionen Ermittlung Einsatzpotenzial von P2G Rolle von Speichern bei einer möglichen Neugestaltung des Strommarktdesigns Auswertung von über 300 relevanten Studien METASTUDIE ENERGIESPEICHER für & Folie 8

8 Leistung in MW Systemanalyse Stromüberschüsse in Bayern Wasserkraft Biomasse PV Wind Onshore Steinkohle Gas Stromverbrauch Maiwoche 2023 Quelle: Fraunhofer UMSICHT Folie 9

9 Systemanalyse Ausgleichsbedarf GIS Raster Raster 0,083 x 0,083 ca. 9 x 6 km Zellen N-S Länge: 886 km W-O Breite: 636 km Perfektes Verteilnetz innerhalb jeder Zelle C.Doetsch: Future Electric Energy Storage/Balancing Demand, IEA, Paris, Folie 10

10 Systemanalyse Analyse von 146 Regionen Grundlagen Basis BMU Leitszenarien Regionen Aufteilung nach Einwohnerzahl und Strukur Perfektes Verteilnetz innerhalb der Region, kein Austausch zwsichen den Regionen Regionen für die Ausgleichsbedarfsanalyse C.Doetsch: Future Electric Energy Storage/Balancing Demand, IEA, Paris, Folie 11

11 Leistung [GW] Systemanalyse Ausgleichsbedarf, geordnet Zeit [h] ca. 27,7 TWh ca. 1 TWh C.Doetsch: Future Electric Energy Storage/Balancing Demand, IEA, Paris, Folie 12

12 Leistung [GW] Leistung [GW] Systemanalyse Ausgleichsbedarf, geordnet ca. 1 TWh Zeit [h] ca. 27,7 TWh ca. 3,3 TWh Zeit [h] ca. 80 TWh C.Doetsch: Future Electric Energy Storage/Balancing Demand, IEA, Paris, Folie 13

13 Verbrauch ERZEUGUNG Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Sägewerk Photovoltaik Biomasse BHKW Batteriespeicher Strom Wasserkraft Thermischer Speicher SPEICHER Raumwärme Heizung Folie 14 8 Netz Trocknungswärme R_K_B_by_Lupo_pixelio.de

14 Inhalt Das Centrum für Energiespeicherung Anwendungsbeispiele Systemanalyse Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Thermische Speicher Ausblick Folie 15

15 Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Verbrauchsanalyse Wärme und Strom Strom Raumwärme Trocknungswärme Folie 16 7

16 Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Optimierungsmaßnahmen --- Holzvergaser --- Biomethan Folie 17 14

17 Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Optimierungsmaßnahmen --- Holzvergaser --- Biomethan Folie 18 14

18 Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Optimierungsmaßnahmen --- Holzvergaser --- Biomethan Folie 19 14

19 Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Optimierungsmaßnahmen --- Holzvergaser --- Biomethan Folie 20 14

20 Elektrische Last [KW el ] Speicherfüllstand [%] Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Optimierungsmaßnahmen 180,0 maximale Residuallast 110% 160,0 100% 140,0 120,0 90% 80% 70% 100,0 60% 80,0 50% 60,0 40,0 40% 30% 20% 20,0 10% 0,0 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0% WK Holzvergaser Bezug PV-Erzeugung Gesamt Bat.Ladung Bat.Entlad. Last Batteriespeicher Füllstand Pufferspeicher Füllstand Folie 21 15

21 Inhalt Das Centrum für Energiespeicherung Anwendungsbeispiele Systemanalyse Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Thermische Speicher Ausblick Folie 22

22 Thermische Speicher Mobile Latentwärmespeicher II Heat source Heat sink Kur-Betriebs-GmbH Bad Königshofen;Hochschule Amberg-Weiden, Dömges Architekten AG Folie 23

23 Latentwärmespeicher mit modularer Wärmeübertrager Motivation Kein einheitliches Aufschmelzverhalten des Phasenwechselmaterials Phasentrennung bei Salzhydraten auf Grund unterschiedlicher Dichten der zwei Stoffe Funktionsmuster während der Beladung Wärmebild des Funktionsmuster während der Beladung Folie 24

24 Inhalt Das Centrum für Energiespeicherung Anwendungsbeispiele Systemanalyse Zusammenspiel Erneuerbare Energien und Speicher Thermische Speicher Ausblick Folie 25

25 Ausblick Neubau 2016 Technikum Energiespeicherung Folie 26

26 FRAUNHOFER UMSICHT Das Centrum für Energiespeicherung Regionale Lösungen im Kontext der Energiewende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt Fraunhofer UMSICHT Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheitsund Energietechnik UMSICHT Institutsteil Sulzbach-Rosenberg An der Maxhütte Sulzbach-Rosenberg Samir Binder Telefon: Internet: Folie 27

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