Energy turnaround now

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1 Energy turnaround now With intelligence instead of cooper Munich March 2016 egrid is the winner of and

2 Smart distribution networks are sustainable 1. Situation and motivation 2. Our way to a Smart Grid cell The IRENE project 3. egrid a service of Allgäuer Überlandwerks 2

3 Here we are km 2 area population

4 Situation and motivation Energy turnaround leads to a complete new role for the German distribution net operator (DNO) as Smart Grid operator - What is tomorrows role of DNO? - What means intelligence in the net? - Which types of smart grid components are already available? - Who is paying the change? - What is the right point of time to start? -. Folie 5

5 Why do we think today about smart grids the implementation of renewable energy has just started Installierte Leistung bis zum Jahr 2030 bei verschiedenen Szenarien und Prognosen im Vergleich zur tatsächlichen Entwicklung (2010 und 2011: Schätzwerte), Quelle: Prof. Dr.-Ing. habil. Volker Quaschning, HTW Berlin 6

6 Why do we think today about smart grids the implementation of renewable energy has just started More than 90% of renewables feed in the distribution grid Regionale Verteilung der Windkraft PV Anlagen Anlagen in drei in Szenarien drei Szenarien Quelle: AGORA Kostenoptimaler Ausbau der EE bis

7 Why do we think today about smart grids kw Development of renewable in the area of AllgäuNetz Stand: Dezember 2013 Quelle: Allgäu Netz GmbH Installierte Leistung 8 Installierte Leistung Zubau

8 Rückspeiseleistung [MW] Why do we think today about smart grids 2009: 1 Ereignis 2010: 3 Ereignisse 2011: 21 Ereignisse 2012: 53 Ereignisse 2013: 34 Ereignisse : 48 Ereignisse max -72 MW; Stand: Oktober 2014 Quelle: AllgäuNetz GmbH Amount and power level of the renewable injection to the European 220kV network 9

9 Why do we think today about smart grids der Zubau Erneuerbarer Energien kontinuierlich fortgesetzt wird über 90% der Erneuerbaren Energien ins Stromverteilnetz einspeisen to minimize costs for grid expension Netzausbaubedarf in Stromkreiskilometern Quelle: DENA Verteilnetzstudie 2012 Verteilnetz Ausbaukosten bis 2030 nach Spannungsebenen Quelle: DENA Verteilnetzstudie

10 Why do we think today about smart grids der dezentrale Zubau Erneuerbarer Energien kontinuierlich fortgesetzt wird über 90% der Erneuerbaren Energien ins Stromverteilnetz einspeisen der klassische Netzausbau in Mittelspannung und Niederspannung bis 2030 über Spannungsbandverletzung 16 Milliarden in kosten der Niederspannungsübertragung würde Quelle: Georg Kerber - TU München to avoid voltage band violation and system overloading Brand in einem Kompaktstation Quelle: Osnabrücker Zeitung,

11 Why do we think today about smart grids der dezentrale Zubau Erneuerbarer Energien kontinuierlich fortgesetzt wird über 90% der Erneuerbaren Energien ins Stromverteilnetz einspeisen der klassische Netzausbau in Mittelspannung und Niederspannung bis 2030 über 16 Milliarden kosten würde bisher weinig Messerfahrung über Spannungsbandverletzungen und Betriebsmittelüberlastungen in den Niederspannungszweigen Elektroautos erobern das Allgäu Batteriespeicher Wildpoldsried vorhanden Quelle: Allgäuer Überlandwerk sind Quelle: Allgäuer Überlandwerk to be able to implement new technologies like e-mobility and storage systems 12

12 Why do we think today about smart grids der dezentrale Zubau Erneuerbarer Energien kontinuierlich fortgesetzt wird über 90% der Erneuerbaren Energien ins Stromverteilnetz einspeisen der klassische Netzausbau in Mittelspannung und Niederspannung bis 2030 über 16 Milliarden kosten würde bisher weinig Messerfahrung über Spannungsbandverletzungen und Betriebsmittelüberlastungen in den Niederspannungszweigen vorhanden sind neue Technologie wie E-mobilität und Speicher erst dadurch sinnvoll eingesetzt werden können they are the base for new market models 13

13 Why do we think today about smart grids der dezentrale Zubau Erneuerbarer Energien kontinuierlich fortgesetzt wird to design the future of energy über 90% der Erneuerbaren Erzeuger ins Verteilnetz einspeisen distribution in an proactive way der klassische Netzausbau in Mittelspannung und Niederspannung bis 2030 über 16 Milliarden kosten würde bisher wenig Messerfahrung über Spannungsbandverletzungen und Betriebsmittelüberlastungen in den Niederspannungszweigen vorhanden sind neue Technologie wie E-mobilität und Speicher erst dadurch sinnvoll eingesetzt werden können sie die Basis zur Entwicklung neuer Marktmodelle sind 14

14 Smart distribution networks are sustainable 1. Situation and motivation 2. Our way to a Smart Grid cell The IRENE project 3. egrid a service of Allgäuer Überlandwerks 15

15 Innovation roadmap of AÜW E-OPTIMO Studie Potentiale erneuerbarer und effizienter Stromerzeugung im Allgäu Effiziente Energieversorgung im Alpenraum Ausgleich Erzeugung und Verbrauch. Aufbau eines virtuellen Stromversorgungssystems im Allgäu. Schritte der Förderung der Elektromobilität im Allgäu Akzeptanzsteigerung Segways Pedelecs Elektroleihfahrradsystem Erforschung, Realisierung der Möglichkeiten der Elektromobilität in einer ländlichen Tourismusregion wie dem Allgäu Elektroautos Aufbau einer Ladeinfrastruktur Integration Regenerativer ENergien und Elektromobilität Untersuchung des Einflusses der E-Mobilität auf das Stromnetz in Wildpoldsried Beendet Dez.2013 sms & charge Zeitabhängige Abrechnung von Ladevorgängen über die Mobilfunkrechnung E-Fahrzeug laden per SMS Beendet Feb.2014 Deutschlandweiter Verbund lokaler Energieversorger erforscht neue Themen der Elektromobilität und Smart Home HUB Allgäu Ende Jan.2015 Erarbeitung eines kundenoptimierten Angebots von var. Stromtarifen für e-autos Umsetzung eines Technologie Demonstrators Ende Mai.2014 Speicherung im Alpenraum stationärer und mobiler Speicher als Puffer für dezentrale und fluktuierende erneuerbare Energien Optimierung PV-Eigenverbrauch Ende Dez.2014 Integration Regenerativer ENergien Intelligente Stromnetze in Form von Microgrids und die damit verbundenen Herausforderungen einer zuverlässigen Datenübertragung Start Aug /15 16

16 IRENE project 2011 to 2013 Rural area (village with several hamlets) High percentage of renewables so that in 2011 we already saw the German wide status of 2020 Renewables have a high significance in the population Fakten zu Projektstart (2011): Junctions: Installed renewable power: kw Consumption: 6,2 MWh/a Generation: 12 MWh/a Fakten Projektende (2013): Junctions: Installed renewable power : kw Consumption : 6,6 MWh/a Generation: 15,7 MWh/a 17

17 Our way to a smart grid cell Measurement to light the darkness Project area Measurement in each sub station Measurement in the NS grid Project area data: 87 Sub stations 32 E-cars 3 MW peak and 0,6 MW minimal load 6 MW PV, 2 MW Wind, 1 MW Biogas 18

18 Our way to a smart grid cell Solar potential analysis shows the maximum Solar potential analysis is based on high definition aerial pictures Fly-over the complete AllgäuNetz grid in August 2012 taking 3-D pictures Benefit for the active grid planning Shows exact maximum potential of PV generation Optimizes knowledge on simultaneity of load and generation 19

19 Our way to a smart grid cell Voltage regulated sub stations stabilize the grid Adaptive control Common control strategy Combination of different control types 20

20 Our way to a smart grid cell Storrage system to catch PV noon peaks Usable capacity of the lithium-ionen battery 138 kwh, Peak power 300 kw Battery is used for Peak smoothing Generation of reactive power Short time grid stabilization 21

21 Results of the smart grid project IRENE Countable benefits for AÜW Reduction of more than 30% of the grid expansion costs (in total 3.2 Mio. /a) Even E-cars in the region Allgäu (Scenario 2020) will not bring trouble to the distribution grid Tests for new market and business models done Start for egrid applications and consulting GmbH as consulting and engineering partner for other DNO s and industry customers 22

22 Smart distribution networks are sustainable 1. Situation and motivation 2. Our way to a Smart Grid cell The IRENE project 3. egrid a service of Allgäuer Überlandwerks 23

23 Our concept offers three main pillars of service success stepwise possible Consulting service, project coordination and operation Knowledge-based grid analysis Grid measuring and validation Applications based grid optimization Mapping the grid Measurement concept Including planning and installation of devices) Plan applications and control components Digitalization GIS Implementation strategy and realization Data gathering (3-6 months) and analysis Implementation strategy and realization Realization and optimizing control components Supporting the optimized mode (optional grid management) Feed-in simulation Managing and optimizing the measurement devices Administrating the applications Analysis, optimization and monitoring of CAPEX & OPEX Folie 24

24 Our concept offers three main pillars of service success stepwise possible Project coordination Netzaufnahme Clever grid planning Digitalisierung GIS Einspeise Simulation Netzmessung und Validierung Messpunkte Planen und Einbringen Measurement Messaufnahme (3-6 Monate) und Auswerten Messpunkte kont. Betreiben und Optimieren Applikationsbasierte Netzoptimierung Applikationen und Regelkomponenten planen Cellular control Regelkomponenten einbringen und Optimieren Applikationsdienst betreiben Cost cutting Bernhard 25 Rindt

25 Analysis, optimization and monitoring of expenses Transparency in asset planning 15-20% Cost cutting versus regular investment plan 15-30% Cost cutting versus regular investment plan 25-40% Cost cutting versus regular investment plan Folie 26

26 "The biggest problem is not to let people accept new ideas, but to let them forget the old ones." John Maynard Keynes (economist) Visit our smart grid cell in Wildpoldsried (Germany). oder egrid is the winner of and 27