Smart Grids Forschung für Stadtwerke: Antworten auf die Herausforderungen der Energiewende
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- Hertha Flater
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1 Folie 1 Smart Energy Workshop II Konstanz Smart Grids Forschung für Stadtwerke: Antworten auf die Herausforderungen der Energiewende Christoph Kondzialka Hochschule Ulm Smart Grids Forschungsgruppe
2 Folie 2 Agenda TOP 1: Vorstellung der Smart Grids Forschungsgruppe Ulm TOP 2: Kooperation mit der Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH TOP 3: Werkzeuge für die Gestaltung der Energiewende
3 Seite 3 SmartGrids Forschungsgruppe Energiewende studieren - HS Ulm Energie- Meteorologie Energieinfrastrukturplanung & - betrieb Energie- Informatik Energie System Technik (Bachelor) Intern. Energie Wirtschaft (Bachelor) Elektrische Energiesysteme & E-Mobilität (Master)
4 Folie 4 Forschungsprojekte Grid Predict Smart Solar Grid EU / BW Smart Meter (BSI) Feed-In Management using Smart Meter Infrastructure NathanPV BMWi Pro-active Grid Planning and Grid Operation ZSW Forward-Looking Network Control Unit BMWi SINTEG Information at Grid Coupling Point from Solar Inverters ENDORSE EU Solar Radiation Satellit (MSG) OrPHEuS EU Handle the Surpluse of Solar Energy in the Electric Grid Combined Optimization of Electricity, Gas and Heat Grids ESOSEG BMWi Data Exchange with CIM for Distribution Grids Standardised Interfaces CLS App UM BW Application for CLS (Steuerbox) within secure Smart Meter Infrastructure C/sells BMWi Conversion to a Smart Grid Application of Smart Metering Cooperation of Grid Cells
5 Folie 5 Kennzahlen des Netzgebiets Strukturmerkmale Strom nach 27 Abs. 2 StromNEV Brenz Netzebene Kabellänge [km] Freileitung [km] HÖS 0 0 HS 26 0 MS NS HS/MS MS/NS Leistung [MVA] MS MS/NS NS Jahresarbeit [GWh] Entnahmestellen Donau Iller Einwohner Fläche Versorgt [km²] Fläche [km²] Netzgebiet
6 Folie 6 Zeitreise Strombedarf Ulm Leistung Strom ist nur dann wertvoll wenn er gebraucht wird, das gilt auch für Solarstrom
7 Folie 7 Testgebiet Einsingen Situation 2013 Häuser 133 PV Anlagen 21 Leistung 231 kwp Bedarf: ~1047 MWh PV: ~ 230 MWh PV Anteil: 23%
8 Folie 8 Testgebiet Hittistetten Situation 2013 Häuser 113 PV Anlagen 52 Leistung 1024kWp Bedarf: ~1184MWh PV: ~1204MWh PV Anteil: 100%
9 Folie 9 Blick ins Reallabor Einsingen Hittistetten Ausblick 21 PV-Anlagen 52 PV-Anlagen 100% PV 133 Hausanschlüsse 23 % PV Anteil am Strombedarf 110 Hausanschlüsse 100 % PV Anteil am Strombedarf % PV Anteil am Jahresenergiebedarf Modultechnologie Trafobelastung Kabelbelastung Spannungsbänder
10 Folie 10 Projekthaus Ulm: Digitalisierung im Test Elektrische Betriebsmittel PV-Anlage mit 9 kwp Batteriespeicher mit 4 kwh Luftwärmepumpe mit Direktkondensation Elektrische Speicherheizung Thermische Betriebsmittel Pellet-Heizung Thermischer Schichtspeicher Lüftung mit Wärme- und Feuchterückgewinnung Messwerterfassung KNX-Bus-System Smart Meter (Haus, PV, Batterie, WP) SPS-basierte Datenerfassung
11 Folie 11 Hausanschluss Projekthaus: Sommer 2015 Schwarze Linie = Median Rote Schattierung = Perzentile
12 Folie 12 Hausanschluss Projekthaus: Jahreszeiten 2015/16 Schwarze Linie = Median Rote Schattierung = Perzentile
13 Folie 13 Solar-Dach-Potentialanalyse Was passiert wenn ALLE Dächer mit Photovoltaik belegt werden? Transformator 630 kva PV Anlagen kwp Transformator muss getauscht werden Leitungen müssen verstärkt werden Es kommt ZWEIMAL so viel Energie von den Solaranlagen, wie gebraucht wird. Energiebedarf 1047 MWh Einspeisung MWh Aber nicht in der Nacht Zu wenig im Winter Gefördert durch SWU, Stadt Ulm und Sparkasse Ulm (
14 Folie 14 Netzberechnung Niederspannung Ortsnetzstation Mittelspannungsnetz Detaillierte Modellierung von Mittel- und Niederspannungsnetzen mit Digsilent Powerfactory 400 V L-L Niederspannung 400 V L-L Niederspannung V L-L Mittelspannung Open Database Licence (ODbL) 1.0
15 Folie 15 Digitalisierung Energiewirtschaft Controlable Local Systems Einspeisemanagement Netzinformation Direktvermarktung Virtuelle Kraftwerke Speicher-Steuerung Ladezustand Laststeuerung Netz/Markt Information an Last
16 Folie 16 Smart Meter Gateway für PV Steuerung Heute: Verbindung Wechselrichter Leitwarte vier Relais Zukunft 1 Anknüpfung über Energiemanagement Steuerbox (CLS) Zukunft 2 Direkte Kopplung SMG mit Wechselrichter Weitere Dienstleistungen über standardisierte Schnittstelle möglich
17 Folie 17 Projekt ESOSEG: Datendrehscheibe für den VNB
18 Folie 18 Jedes Forschungsprojekt erweitert punktuell CLS App Steuerung von CLS- Komponenten experimentelle Netzleitwarte (DFG) Mit integrierter ESOSEG-Plattform als Datendrehscheibe Ziel ist die Integration und Test der relevanten Komponenten im zukünftigen intelligenten Energienetz (Smart Grid)
19 Seite 19 Gedanken für weitere Forschungsansätze Quartierspeicher (evtl. in Verbindung mit Strombank ) E-Mobilität (Mobil mit Hittistetter Kraftstoff) in Verbindung mit neuen Tarifmodellen Test intelligenten Mess- und Regelsystemen Vorhersage Netzzustand (Last/Einspeisung) u. a. in Verbindung mit Wettervorhersagen bis hin zum virtuellen Kraftwerk Hittistetten Projekte auf dem Weg dorthin: C/sells
20 Folie 20 Kontakt SmartGrids Forschungsgruppe Hochschule Ulm Ulm Forschungsprojekt NATHAN-PV (BMBF Förderkennzeichen 03FH03013) Prof. Gerd Heilscher Forschungsprojekt ESOSEG (BMWi Förderkennzeichen C) Christoph Kondzialka Forschungsprojekt C/sells (BMWi SINTEG-Programm)
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