Die Rolle von Energiespeichern in KMU-Microgrids Ronald Metzig, Dipl.-Ing. (FH)

16. Sächsischer Energietag, 11. Mai 2017 Die Rolle von Energiespeichern in KMU-Microgrids Ronald Metzig, Dipl.-Ing. (FH) 1

Übersicht o o o AEG Power Solutions GmbH Batteriespeicher BESS (Battery Energy Storage System) KMU Microgrid

ÜBER HUNDERT JAHRE ERFAHRUNG IN DER STROMVERSORGUNG AEG Power Solutions EMIL RATHENAU (*1838, 1915) Gründer der AEG "IMMERWÄHRENDER TECHNOLOGISCHER FORTSCHRITT ZUM WOHLE DER MENSCHEN Globaler Anbieter kundenspezifischer Stromversorgungslösungen und USV- Systeme für kritische Anwendungen in Industrie und Infrastruktur Herausragende Expertise im Bereich USV- Systeme und Strom-Management Umfangreiches Know-How der Wechselund Gleichstromtechnologien herkömmlicher sowie erneuerbarer Energien 3

Die ersten Produkte der Marke AEG 1887 das erste AEG Produkt 1909 - AEG stellt die erste E-Lok vor 1958 Der erste Waschvollautomat LAVAMAT 4

PRODUKT PORTFOLIO Industrielle & Kommerzielle Stromversorgung Advanced Power Systems Systeme & Lösungen USV Batterieladegeräte/ DC Systeme BESS Power to Gas Gleichrichtersysteme Spannungsregler Solar Wechselrichter Anwendungen Öl & Gas Industrie Transport Stromerzeugung Rechenzentren Telekommunikation Electrolyse (H2) Netzstabilisierung Polysilizium Saphir Kristallzüchtung Kraftwerke Kommerzielle Anwendungen Other (e.g. glass) 5

Ausgewählte REFERENZKUNDEN 6

Batteriespeicher, Technologien Öffentliches Netz Öffentliches Netz Inselnetz PV = ~ PV Grid Genset G M Grid = Conditioner = ~ M Storage = ~ G Genset Storage Loads Loads AC-Link: line interactiver Storage Converter mit Batt. DC-Link: On-line USV mit Batterie 8

Batteriespeicher, AC-Link: Line Interactive - Primärregelleistung - Spitzenlastmanagement - Verbesserung der Netzqualität AEG Storage Converter SC.600 ads-tec SRS Li Ion Batterie Verbraucher Quelle: ads-tec 9

Batteriespeicher, DC-Link: On-line USV Gleichzeitig: - Inselbetrieb für kritische Verbraucher - Spitzenlastmanagement - Nutzung erneuerbarer Energiequellen AEG USV Protect Blue Verbraucher, kritische Lasten Allg. Verbraucher ads-tec SRS Li Ion Batterie Erneuerbare Energien Quelle: ads-tec 10

Anwendungsfälle für stat. Batteriespeicher + - + - + - + - + Generation Management Grid Management Load Management Microgrid On-Grid On- & Off-Grid 11

KMU Micro Grid Eine Lösung zur weitgehenden Strom- Eigenversorgung von KMU s auf Basis erneuerbarer Energiequellen 13

Regenerativ erzeugte Energie optimal nutzen P Last P Erzeugung Residual Last Erzeugung 14

Aufgabenstellung Kosten für den Strombezug aus dem öffentlichen Netz setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen, u.a. Maximale Leistung Arbeit (Energie) 1. Bezogene Arbeit (Energie) 2. Maximale Leistung im Jahr 3. Blindleistungsmehrbezug 3. Netzentgelte 4. EEG- Umlage Aufgabe: Strombezugskosten minimieren!! 15

Lösungsansatz Maximale Leistung Reduktion der maximalen Leistung am Netzanschlusspunkt Reduktion der aus dem Netz entnommenen elektr. Energie Arbeit (Energie) Maximierung der Nutzung selbst erzeugter elektr. Energie Wirtschaftliche Optimierung der Energieversorgung 16

Ausgangssituation: Typisches industrielles Standortnetz eines KMU s Einfache Top Down Struktur Leistungsfluss NAP Zentrale Gebäudeleittechnik Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Beleuchtung, Unidirektionaler Leistungsfluss vom NAP zu den Verbrauchen Unidirektionaler Spannungsfall Lastausgleich erfolgt durch das öffentliche Stromnetz (soweit vorhanden, Laststeuerung durch die Gebäudeleittechnik) Geringe Benutzungsstundenzahl ö 17

Auswertung und Visualisierung der Messdaten Gesammelte Tagesmessdaten (365 Tage) Charaktarisierung des Zufallsprozesses Zeitmittelwert Scharmittelwert ohne Speicher: P Res P Last P Quelle mit Speicher: Frühstückspause Mittagspause P Res P Last P Quelle P Speicher P Res Kosten P Res,max Kosten Grundlast Grundlasttage Statistische Auswertung 18

Schritt 1: Typisches Industrienetz mit erneuerbaren Energiequellen Betriebsführung des BHKW gemäß KWK-G Zentrale Gebäudeleittechnik Erweiterung des Strandortnetzes um innovative erneuerbare Energiequellen Quellen Blockheizkraftwerk Fotovoltaik Betriebsführung der Fotovoltaikanlage gemäß EEG Leistungsfluss NAP Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Beleuchtung, Verringerung des Strombezugs aus dem öffentlichen Stromnetz Erzeugungs- und Verbrauchprofile nicht aufeinander abgestimmt Verschlechterung der Benutzungsstundenzahl!! Bidirektionaler Leistungsfluss (z.b. an Wochenenden) 19

Nächster Schritt: Vollständiges Integriertes KMU Micro Grid Speicher Power to Gas Batteriespeichersystem BESS Zentrale Gebäudeleittechnik Durch die Erweiterung um ein Speichersystem wird der Ausgleich zwischen Erzeugungs- und Lastprofil ermöglicht Quellen Blockheizkraftwerk Verbraucher Industrie Lasten Büro Lasten Die Betriebsführung des Speichersystems erfolgt durch einen zentralen Micro Grid Regler Fotovoltaik Netzqualität Spannungsregler Aktive Filter Micro Grid Regler Leistungsfluss NAP Beleuchtung, Sehr viel höhere Benutzungsstundenzahl für den über den NAP bezogenen Strom erreicht Erhöhung der Eigenverbrauchsquote für den am KMU Standort erzeugten Strom 20

Daten: - PV-Anlage 250kWp - BHKW 400kW el. - Batterie 250kWh - Storage Conv. 500kW 21

Kontakt Informationen Ronald Metzig Tel.: +49 351 272 16 151 Fax: +49 351 272 16 181 Mob.: +49 171 7418767 ronald.metzig@aegps.com www.aegps.com 22