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Helga Müller
vor 8 Jahren
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1 Herzlich Willkommen zum Vortrag Dezentrales Energiemanagement für Gemeinden Michael Porzig Frank Baur Florian Noll 1 Einführung DEMS-Projekt Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D Dezentralen Energiemanagement in Weilerbach/D Aussichten 2 1

2 Einführung DEMS-Projekt Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D Dezentralen Energiemanagement in Weilerbach/D Aussichten 3 Zukünftige Energieversorgung und deren Problemstellungen Ziel: Vollversorgung durch Erneuerbare Energien Biogas BHKW Können wir in Zukunft nur noch leben, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht? 100% Eigenversorgung Photovoltaik Geothermie Pelletöfen Solarthermie Energieeinsparung 100% CO 2 -Neutralität Windkraft 4 2

Energien Biogas BHKW Können wir in Zukunft nur noch leben, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht?

3 Was will Dezentrales Energiemanagement (Virtuelles Kraftwerk)? Effiziente Nutzung von Strom und Wärme aus Sonne und Wind durch Abstimmun der Energieströme. Wie kann der Energiebedarf angepasst werden? Lastmanagement Flexible Erzeugung Speicher Wärmepumpen Nachtspeicher Kühllasten Klimaanlagen Kompressoren BHKWs etc 5 Vernetzung der Akteure Haushalte Gewerbe Industrie Straßenbeleuchtung Nachtspeicherheizungen Wärmepumpen Stromnetz DEMS Wärmenetz Kommunikationsnetz Energiepreise Verträge Wetter Wind Fotovoltaik BHKW 6 3

Wie kann der Energiebedarf angepasst werden?

4 Allgemeine Ziele von DEMS in SEMS Aufbau eines aktiven dezentralen Energiemanagementsystems Aufzeigen bestehender Optimierungspotentiale durch die simulative Integration Erneuerbarer Energien, Speicher und flexibler Lasten auch unter Berücksichtigung gesetzlicher Rahmenbedingungen als Zukunftsszenario 2020 Integration und Monitoring der der vorhandenen elektrischen (thermischen) Systeme Verfeinerung des Models und Erstellung von neuen Szenarien Ortsbezogene Optimierung der örtlichen Energieversorgung (z.b. Ausgleichsenergie, Spitzenlast, Netzentlastung, Kostenreduzierung) Evaluation der Wirtschaftlichkeit 7 Einführung DEMS-Projekt Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D Dezentralen Energiemanagement in Weilerbach/D Aussichten 8 4

(thermischen) Systeme Verfeinerung des Models und Erstellung von neuen Szenarien Ortsbe

5 Fläche : 72 km 2 Bevölkerung: Abbildung der elektrischen und thermischen Komponenten in DEMS 3. Online Schaltung der flexiblen Systemkomponenten Verbandsgemeinde Weilerbach 2. Simulation möglicher Szenarien und deren ökologische und ökonomische Bewertung 10 5

Online Schaltung der flexiblen Systemkomponenten Verbandsgemeinde

6 Ist-Verbraucher Ist-Verbräuche Erzeugung 2007 Stromverbrauch Verbraucher Restlast* Jahresenergiemenge Jahresenergiemenge MWh/a Stromerzeugung Erzeuger Anzahl WKA 5 Installierte Leistung je 2 MW; 10 MW Einheit MWh Sondervertragskunden MWh/a Wärmepumpen 507 MWh/a PV kwp 751 MWh Nachtspeicherheizungen MWh/a Gesamtverbrauch MWh Lastdeckungsgrad Gesamterzeugung MWh 32 % 12 6

826 MWh/a Stromerzeugung Erzeuger Anzahl WKA 5 Installierte Leistung je 2 MW; 10 MW Einheit 16.

7 Potentiale für Lastmanagement Anzahl Lasttyp Installierte Leistung in kw (2007) 383 Nachtspeicherheizungen 0 (8.155) 53 Pumpen (1.580) 249 Kühl- und Tiefkühlanlagen (in 496 (620*) Supermärkten und Fleischereien) 98 Wärmepumpen (424) 7 Kompressoren 124 (155) 10 Klimatisierungsanlagen 93 (116) 12 Kammerfilterpressenprozess 78 (97) (Kläranlage) 286 Golf- Caddies 35**(17) 1 Elektro- Gabelstapler Summe 13 (16) (11.180) 13 Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 4 BHKW nicht nicht Trinkwasserpumpen Kühl-und nicht nicht nicht nicht Tiefkühlanlagen Wärmepumpen Speicher nicht nicht vorhanden nicht nicht vorhanden 14 7

892 (424) 7 Kompressoren 124 (155) 10 Klimatisierungsanlagen 93 (116) 12 Kammerfilterpressenprozess 78 (97) (Kläranlage) 286 Golf- Caddies 35**(17) 1 Elektro-

8 Con2 Bezug Biomasse Con3 Bezug Biogas Con4 Bezug Altfett Node1 Biomasse Node 2 Biogas Node 3 Altfett Node 4 HHS Link2 Link3 Link4 CO2 Link1 CO2 Emissionen CoGen0 ORC-KWK Biomasse Kessel CoGen1 BHKW Biogas Kessel CoGen2 BHKW Altfett CoGen3 KWK HHS Batteriespeicher Storage0 Wärmeerzeugung Abwärme Link0 Wärme speicher Storage1 Windpark Wind0 Node 5 Wärme erzeugung Wind1 THLCl0 Heizung Node 6 Wärme verbrauch THLCl1 Warmwasser Solar0 Wärme Verbraucher Solar Großanlage Solar1 Elektrische Verbraucher Con0 Strom Bezug Con1 Strom Lieferung IntLC0 Schaltbare Beleuchtung Con5 Bezug Holzhackschnitzel Windkraftanlage Solareinzelanlage CtrlLC0 Wärmepumpen CtrlLC1 Speicherheizungen FixLC0 Fixe Last Node 0 Strom 15 Flexibler Einsatz eines BHKWs und Verteilung von steuerbaren Lasten (Wärmepumpen, Kühlhäuser, Trinkwasserpumpen) im Tagesverlauf Ein Tag ohne DEMS (2020) Ein Tag mit DEMS (2020) Verringerung von Energieimport und Export (geringere CO2- Emissionen) Absenkung von Leistungsspitzen 16 8

verbrauch THLCl1 Warmwasser Solar0 Wärme Verbraucher Solar Großanlage Solar1 Elektrische Verbraucher Con0 Strom Bezug Con1 Strom Lieferung IntLC0 Schaltbare Beleuchtung Con5 Bezug Holzhackschnitzel

9 25% 20% Potenzial für 15% Eigenerzeugung Verteilung 10% Basisszenario 2020 (ohne DEMS) Basisszenario flexibles BHKW mit DEMS Basisszenario flexible BHKW und flexible Lasten mit DEMS Potenzial für Speicherung 5% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 200% Lastdeckungsgrad - 15 min Intervall 17 Einführung DEMS-Projekt Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D Dezentralen Energiemanagement in Weilerbach/D Aussichten 18 9

Speicherung 5% 0% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 160% 180% 200% Lastdeckungsgrad - 15 min Intervall 17

10 Aufbau von Messnetzen Beispiel: Leistungsmessung der Fotovoltaikanlagen Privathaus 15 kw p Reichenbach Kollweiler Privathaus 70 kw p Eulenbis Privathaus 15 kw p Tennishalle DEMS Mackenbach Bürgerhaus 35 kw p 50 kw p Firmen- Gebäude 45 kw p Weilerbach 19 Aufbau von Messnetzen Einsatz von Eigenentwicklungen, in der Testphase bis September 2009 Spezifikation der INES-Box: 8 Analoge / 4 Digitale Eingänge 2 Analoge / 4 Digitale Ausgänge 2 HighSpeed Digitalausgänge serielle Schnittstelle SD-Kartenslot Notstromversorgung Intelligentes Notfallmanagement Modular erweiterbar Quelle: IZES ggmbh 20 10

Eigenentwicklungen, in der Testphase bis September 2009 Spezifikation der INES-Box: 8 Analoge / 4 Digitale Eingänge 2 Analoge / 4 Digitale Ausgänge

11 Aufbau von Messnetzen Beispiel: Leistungsmessung der Photovoltaikanlagen 21 Systemanalyse Beispiel: Leistungsmessung der Photovoltaikanlagen 22 11

12 Erstellung von Prognosen Beispiel: Erstellung von Day-Ahead Prognosen 23 Einführung DEMS-Projekt Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D Dezentralen Energiemanagement in Weilerbach/D Aussichten 24 12

Analyse der Energieversorgung in Weilerbach/D

13 Unter welchen Rahmenbedingungen ist die Versorgungssicherheit mit einem optimalen Mix aus EE und sonstigen dezentralen Einheiten darstellbar? Wie kann die Bioenergie ökonomisch und ökologisch optimiert in die regionale, dezentrale Energieversorgung integriert werden ( virtuelles Kraftwerk )? Wie können die unterschiedlichsten Marktteilnehmer im liberalisierten Energiemarkt mit z.t. divergierenden Interessenlagen dazu motiviert werden, das zu tun, was volkswirtschaftlich am sinnvollsten ist? Welche Anreizinstrumente bzw. gesetzlichen Rahmenbedingungen wirken sich förderlich bzw. hemmend auf den flächendeckenden Einsatz von dezentralen Energieversorgungssystemlösungen auf Basis der Erneuerbaren Energien und insbesondere Bioenergie aus? 25 Mögliche Kaskadierung eines dezentralen Energiemanagementsystems zur stufenweisen Netzintegration von EE (bottom-up) Synergien zwischen Energiemanagement und Strombeschaffung monetäre Bewertung von Einspeisung erneuerbarer Erzeuger Stromexport bei Überversorgung als Randbedingung der Kostenoptimierung Allgemeine Kostenreduktionspotenziale Wie sind die Auswirkungen auf das Bilanzkreismanagement? 26 13

Wie können die unterschiedlichsten Marktteilnehmer im liberalisierten Energiemarkt mit z.t. divergierenden Interessenlagen dazu motiviert werden, das zu tun, was volkswirtschaftlich am sinnvollsten ist?

14 Haben Sie Fragen? Prof. Frank Baur Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. DEMS Kontakt: Dipl.-Ing. Michael Porzig Dipl.-Ing. Florian Noll IZES ggmbh Altenkesseler Strasse 17 D Saarbrücken/Saarland Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Homepage:

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