Darstellung verschiedener Netzszenarien Zusammenarbeit zwischen Übertragungsund Verteilnetzbetreibern Datenaustausch: Neue Hauptrolle für die Smart-Grid-Leitstellen Praxisbeispiel: Web2Energy Ein Forschungsprojekt gefördert durch die EU HEAG Südhessische Energie AG (HSE)
Netzgebiet der HSE
Micro Grid Smart Grid Super Grid Vision der EU:
Der zentralistische Ansatz: Bundesweite Plattform PV Wind Elektromobilität Speicher Haushalt Konventionelle Kraftwerke Biogas BHKWs Industrie
Der dezentrale Ansatz: 100 regionale Smart Grids in Deutschland Übertragungs- / Transportnetze HGÜ Grundlast und Regelkraftwerke ÜNB VNB
Der dezentrale Ansatz: 100 regionale Smart Grids in Deutschland ÜNB Übernahme von umfangreicheren Systemdienstleistungen durch VNB Ausregelung von Prognose und Ist VNB
Energiemanagement beim Haushaltskunden BHKW Wasserkraftanlagen Großkraftwerke Netz - Energieerzeugung - Wärme - Licht - Kühlschrank - Waschmaschine - Trockner - Windkraftanlagen Solaranlagen Biogasanlagen Energiemanagement bei Gewerbe- und Industriekunden Speicher mobil immobil - Energieerzeugung - Wärme - Kälte - Licht - Maschinen -
Die HSE wird bis 2015 eine Milliarde Euro 400 Millionen davon aus eigenen Mitteln in erneuerbare Energie investieren. 1. Windkraft Offshore Windpark Global Tech Projekt Wetfeet Nordsee, 90 km nördlich der Insel Juist 400 MW Gesamtleistung (HSE-Anteil 99,6 MW), Start 2013 Windkraftwerk in Schlüchtern im Kinzigtal (Hessen) 6 MW Gesamtleistung (HSE-Anteil 6 MW) Start im Sommer 2010 SWM Windparks im Havelland (Brandenburg) 163 MW Gesamtleistung (HSE-Anteil 20,4 MW) Ende 2009 gestartet
2. Photovoltaik-Anlagen PV-Anlage in Leiwen an der Mosel (Rheinland-Pfalz) Gesamtleistung 3,6 MW (Anteil HSE 3,6 MW) 2009 in Betrieb genommen PV-Anlage in Lauingen an der Donau Gesamtleistung 9,42 MW, (Anteil HSE 9,42 MW) 2009 in Betrieb genommen 3. Biogasanlagen Gaserzeugung für mehrere 100 Haushalte pro Jahr in Wixhausen, Lorsch und Semd
Umdenken in der Energieversorgung beim Energieverbrauch bisher: Strom dann erzeugen, wenn er gerade gebraucht wird zukünftig Strom dann verbrauchen, wenn er gerade erzeugt wird
Smart Grid WIKIPEDIA Früher (Passiv) reiner Energergieverbrauch Brockhaus (Buchform) Heute (Aktiv) Energieerzeugung Wissenserzeugung Nutzer diskutieren Themen in WIKIPEDIA- Foren und erzeugen damit Wissen Energiespeicherung Wissensspeicherung Eingebrachtes Wissen wird gespeichert Energieverbrauch/-konsum = Energie dann abrufen, wenn Sie gerade produziert wird Wissenskonsum
Steuerbare Lasten Windstromspeicher-Heizungen (im Winter) Schwimmbäder, Klimageräte (im Sommer) Elektromobilität Potenziale der Gewerbe- und Industriekunden WASCHEN und SPÜLEN mit der Sonne Kühl- und Gefriergeräte, Kühlhäuser
Möglichkeiten des Speichereinsatzes Großspeichersysteme Kleinspeichersysteme Zentral an Umspannanlagen oder in der Nähe größerer RES-Anlagen Vehicle to Grid Dezentral in Privathaushalten oder Gewerbe Friendly Customer Partner Pack Dezentrale mobile Speicher
Verbraucher Last von Einzelhaushalten und ganzen Neubau- Gebieten wird aggregiert und kontrolliert. Kunden Gesamtverbrauch Last Speicher Speicher Als mobile und stationäre Systeme anwendbar. Intelligente Kundengeräte Verteilnetz Verbrauchergeräte Geräte erhalten Preissignale um intelligente Entscheidungen zu treffen. Entscheidungen werden zurück gemeldet. Energielieferanten Übertragungsnetz Verteilung Verteilnetz modelliert ständig die Systemnutzung => Zuverlässige Dienstleistung Energielieferanten Einspeisedaten von Kraftwerken, Dezentralen Energieeinspeisern und Stromspeichern für die ökonomischste Stromerzeugung. Übertragung Überwacht und passt die Ressourcen an (Engpassmanagement).
An European project supported within the 7th framework programme for Research and Technological Development Web2Energy Ein Europäisches Forschungsprojekt gefördert im Rahmen des 7th framework programme Dipl.-Ing Bernhard Fenn 22. März 2010
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Regenerative Energiequellen - heute Ausgleich zwischen Stromangebot und nachfrage erfolgt heute vor allem durch die Regelung der Kraftwerke der stark wachsende Anteil erneuerbarer Energien verändert das Stromnetz immer mehr kleinere, dezentrale Erzeugungsanlagen treten an die Stelle der Großkraftwerke zukünftig sollte dann Strom verbraucht werden, wenn z.b. Solarund Windkraftanlagen viel produzieren Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 21
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Regenerative Energiequellen - morgen Steigender der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromproduktion in Deutschland von heute rund 15% auf bis zu 30% im Jahr 2030 Neue Elemente im Stromnetz der Zukunft sind Speicherzellen, die regenerativ erzeugten Strom speichern und dann zur Verfügung stellen, wenn Sonne oder Wind nicht zur Verfügung stehen. Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 22
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Das künftige Stromnetz mit Datennetz Das künftige Stromnetz hat eine andere Struktur: es gibt zahlreiche dezentrale Anlagen Damit das Stromnetz die völlig neuen Herausforderungen erfüllen kann wird es ein flexibles und intelligentes Datennetz geben um Informationen zwischen den Erzeugern, Speichern und Verbrauchern auszutauschen Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 23
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Fazit zum intelligenten Stromnetz von morgen Im intelligenten Stromnetz der Zukunft gibt es ein neues Energiebewusstsein: Strom möglichst dann verbrauchen, wenn er gerade regenerativ erzeugt werden kann Web2Energy: Laufzeit: Jan. 2010 Dez. 2012 Gesamtbudget: ca. 5 Mio. (davon 2,9 Mio. Förderung durch die EU) Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 24
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Konsortialführer Strategische Beratung Forschungsinstitut Daten- u. Kommunikationsnetz Fernwirkgeräte Virtuelles Kraftwerk Lehrstuhl Elektr. Netze und Alternative Energiequellen Zähler / Smart Meter Normung / IEC Standardisierung Verteilnetzbetreiber, Smart Grid Leitstelle Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 25
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Was wir mit WEB2Energy erreichen Drastische Senkung des Aufwands durch plug and play vom Erzeugung bis zur Verbrauchersteckdose Einheitliche und konsistente Datenhaltung, Problemloser Datenaustausch Erstmalige Anwendung von IEC 61850 mit unterschiedlicher Medien (Lichtwellenleiter, Kupferdraht, Funk, Stromleitung) Modell für künftige Anwendungen in Europa und der Welt Praxiserprobung der neuesten, einheitlichen und offenen internationalen IEC- Standards Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 26
Web2Energy Stromnetz wird intelligent s s TFS Walldorf TFS Mörfelden s s TFS Leonardstanne s s s TFS Weiterstadt TFS Nord cc TFS Mitte TFS Dornheimer Weg TFS Babenhausen TFS Ober-Roden TFS Dieburg TFS Groß-Umstadt management of distributed sources biogas plant combined heat and power unit (CHP) customer integration, effective demand side management + - battery smart meter consumers TFS Süd TFS Georgenhausen TFS Eberstadt TFS Sandbach digester gas self-healing capabilities TFS Groß Bieberau cc control center wind energy transforming station (TFS) TFS Auerbach TFS Bensheim TFS Reichelsheim TFS Bad König hydroelectricity transforming station with power supply photovoltaics > 1,5 MW substation TFS Heppenheim TFS Mörlenbach TFS Erbach gas turbine photovoltaics s substation with splitting switch telecommunicated short circuit meter cut-off point TFS Wald-Michelbach TFS Birkenau Schaafheim DA-Eberstadt TFS Hirschhorn Eppertshausen Ober-Ramstadt TFS Neckarsteinach Münster Groß-Bieberau Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 27
Web2Energy Stromnetz wird intelligent TFS Walldorf s s s s s TFS Mörfelden s s TFS Leonardstanne TFS Ober-Roden TFS Babenhausen Biogas Wasserkraft TFS Weiterstadt TFS Dieburg TFS Nord cc TFS Dornheimer Weg TFS Mitte TFS Groß-Umstadt TFS Süd TFS Eberstadt TFS Georgenhausen TFS Sandbach Photovoltaik TFS Groß Bieberau TFS Bad König TFS Auerbach TFS Reichelsheim TFS Bensheim TFS Erbach TFS Heppenheim Neubaugebiete TFS Mörlenbach TFS Birkenau TFS Wald-Michelbach Windkraft TFS Hirschhorn TFS Neckarsteinach Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 28
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Smart Meter inklusive last- oder zeitabhängiger Tarife Infrastruktur für die Kommunikation wird installiert und bereit gestellt 700,00 600,00 500,00 Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 00:00 01:15 29 02:30 03:45 05:00 06:15 07:30 08:45 10:00 11:15 12:30 13:45 15:00 16:15 17:30 18:45 20:00 21:15 22:30 23:45 durch. Einspeisung/Tag Modifiziert 1 Modifiziert 2
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Im Zuge der Nachhaltigkeitsstrategie Hessen beteiligt sich die HSE führend an dem Projekt Modellland für eine nachhaltige Nutzung von Elektroautos mit dem Aufbau Infrastruktur zum Einstieg in das Thema Elektromobilität Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 30
Web2Energy Stromnetz wird intelligent Transformatorenstationen: Installation von PV-Anlagen Energiespeicher Ladestationen Dipl.-Ing. Bernhard Fenn 31
Wenn du merkst, dass du ein totes Pferd reitest, steig ab (indianisch)
Lösung I Wir werden aktiv und ändern unsere Lösungsstrategie: Wir besorgen uns eine stärkere Peitsche. Wir wechseln die Reiter. Wir sagen: So haben wir das Pferd doch immer geritten! Wir gründen einen Arbeitskreis, um das Pferd zu analysieren. Wir besuchen andere Orte, um zu sehen, wie man dort tote Pferde reitet. Wir ändern die Kriterien, die besagen, dass ein Pferd tot ist. Wir erklären, dass unser Pferd besser tot ist als andere Pferde. Wir glauben: Kein Pferd kann so tot sein, als das man es nicht reiten kann! Lösung II Wir warten erst gar nicht, bis das Pferd tot ist, das wir reiten.