Intelligente Energieversorgung der Zukunft

Dezentrale Steuerung von Erzeugung und Speicherung

HEAG Südhessische Energie AG (HSE) Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft Netzgebiet der HSE

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft Vision der EU:

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft Möglichkeiten des Speichereinsatzes

• Großspeichersysteme

• Kleinspeichersysteme

Zentral an Umspannanlagen oder in der Nähe größerer RES-Anlagen Dezentral in Privathaushalten oder Gewerbe Friendly Customer „Partner Pack“

• Vehicle to Grid

Dezentrale mobile Speicher

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft 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 SWM Windparks im Havelland (Brandenburg) 163 MW Gesamtleistung (HSE-Anteil 20,4 MW) Ende 2009 gestartet Windkraftwerk in Schlüchtern im Kinzigtal (Hessen) 6 MW Gesamtleistung (HSE-Anteil 6 MW) Start im Sommer 2010

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft 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

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft Einspeisung

10000 MW

700 W

8 MW 6000 MW 6 MW 4000 MW 4

600 W

MW 2 MW 0 MW

2000 MW

400 kW

500 W 400 W

L eistu n g

Leistung

Leistung

8000 MW

500 kW

300 W 200 W 100 W

04 h

08 h

12 h Uhrzeit

16 h

19 h

23 h

00 h

200 kW 100 kW

0W 00 h

300 kW

04 h

08 h

12 h Uhrzeit

16 h

20 h

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

00

0 kW 00 h

04 h

08 h

12 h Uhrzeit

16 h

19 h

23 h

Intelligente Energieversorgung der Zukunft Umdenken in der Energieversorgung – beim Energieverbrauch bisher:

Strom dann erzeugen, wenn er gerade gebraucht wird

zukünftig

Strom dann verbrauchen, wenn er gerade erzeugt wird

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft

WIKIPEDIA

Smart Grid

Früher (Passiv) reiner Energergieverbrauch

Brockhaus (Buchform)

Heute (Aktiv) „Energieerzeugung“

„Wissenserzeugung“ Nutzer diskutieren Themen in WIKIPEDIAForen und erzeugen damit Wissen

„Energiespeicherung“

„Wissensspeicherung“ Eingebrachtes Wissen wird gespeichert

„Energieverbrauch/-konsum“ = Energie dann abrufen, wenn Sie gerade produziert wird

„Wissenskonsum“

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft 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

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft Energiemanagement beim Haushaltskunden - Energieerzeugung - Wärme - Licht - Kühlschrank - Waschmaschine - Trockner -…

Großkraftwerke Wasserkraftanlagen

BHKW

Netz Windkraftanlagen

Solaranlagen

Energiemanagement bei Gewerbe- und Industriekunden

Biogasanlagen

Speicher mobil

immobil

- Energieerzeugung - Wärme - Kälte - Licht - Maschinen -…

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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”

www.web2energy.com

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

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Web2Energy – Stromnetz wird intelligent

Regenerative Energiequellen - morgen ● Steigender der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromproduktion in Deutschland von heute rund 16% 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

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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

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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

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Web2Energy – Stromnetz wird intelligent

Was wir mit „WEB2Energy“ für die IKT erreichen ● Praxiserprobung der neuesten, einheitlichen und offenen internationalen IEC- Standards (Kommunikation und Datenmanagement) ● Drastische Senkung des Engineeringaufwands durch „plug and play“ von der Steckdose bis zur Netzleitstelle ● Einheitliche und konsistente Datenhaltung, Problemloser Datenaustausch ● Erstmalige Anwendung von IEC 61850 mit unterschiedlicher Kommunikationsphysik aus der vorhandenen Infrastruktur (Lichtwellenleiter, Kupferdraht, Funk, Stromleitung) ● Definition von Erweiterungen der neuen Standards entsprechend den im Projekt ermittelten Erfordernissen

Dipl.-Ing. Bernhard Fenn

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Web2Energy – Stromnetz wird intelligent

Konsortialführer Strategische Beratung Forschungsinstitut

Daten- u. Kommunikationsnetz

Fernwirkgeräte

Lehrstuhl Elektr. Netze und Alternative Energiequellen

Virtuelles Kraftwerk

Verteilnetzbetreiber, Smart Grid Leitstelle

Zähler / Smart Meter Normung / IEC Standardisierung Dipl.-Ing. Bernhard Fenn

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Web2Energy – Stromnetz wird intelligent

TFS Walldorf TFS Mörfelden

s s

s s

management of distributed sources

TFS Babenhausen TFS Ober-Roden

s TFS Leonardstanne

s s

TFS Weiterstadt

biogas plant

TFS Dieburg TFS Nord

customer integration, effective demand side management +

TFS Dornheimer Weg

-

battery

cc TFS Mitte TFS Groß-Umstadt

TFS Süd

combined heat and power unit (CHP)

TFS Georgenhausen

TFS Eberstadt

smart meter consumers

TFS Sandbach

TFS Groß Bieberau

digester gas

self-healing capabilities

TFS Bad König

cc

TFS Reichelsheim

TFS Auerbach

TFS Bensheim

control center

wind energy

transforming station (TFS)

hydroelectricity

transforming station with power supply photovoltaics > 1,5 MW

TFS Erbach TFS Heppenheim

TFS Mörlenbach

substation

TFS Wald-Michelbach TFS Birkenau

gas turbine photovoltaics TFS Hirschhorn

TFS Neckarsteinach

Dipl.-Ing. Bernhard Fenn

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s

substation with splitting switch telecommunicated short circuit meter cut-off point

Web2Energy – Stromnetz wird intelligent

TFS Walldorf TFS Mörfelden

TFS Babenhausen

s s

s s

Biogas

TFS Ober-Roden

s TFS Leonardstanne

Wasserkraft

s s

TFS Weiterstadt

TFS Dieburg TFS Nord

cc TFS Dornheimer Weg

TFS Mitte TFS Groß-Umstadt

TFS Süd

TFS Georgenhausen

TFS Eberstadt

Photovoltaik

TFS Sandbach

TFS Groß Bieberau

TFS Bad König

TFS Reichelsheim

TFS Auerbach

TFS Bensheim

TFS Erbach TFS Heppenheim

Neubaugebiete TFS Mörlenbach TFS Wald-Michelbach

Windkraft

TFS Birkenau

TFS Hirschhorn

TFS Neckarsteinach

Dipl.-Ing. Bernhard Fenn

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Intelligente Energieversorgung der Zukunft

• Smart Meter inklusive last- oder zeitabhängiger Tarife • Infrastruktur für die Kommunikation wird installiert und bereit gestellt

700,00 600,00 500,00 400,00

durch. Einspeisung/Tag Modifiziert 1

300,00 200,00 100,00

00 :0 0 01 :1 5 02 :3 0 03 :4 5 05 :0 0 06 :1 5 07 :3 0 08 :4 5 10 :0 0 11 :1 5 12 :3 0 13 :4 5 15 :0 0 16 :1 5 17 :3 0 18 :4 5 20 :0 0 21 :1 5 22 :3 0 23 :4 5

0,00

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Modifiziert 2

Intelligente Energieversorgung der Zukunft 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, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft

Transformatorenstationen: Installation von – PV-Anlagen – Energiespeicher – Ladestationen

Dipl.–Ing. Bernhard Fenn, Prokurist HSE AG und Geschäftsführer des NATURpur Institutes

Intelligente Energieversorgung der Zukunft Speicher

Verbraucher Last von Einzelhaushalten und ganzen NeubauGebieten wird aggregiert und kontrolliert.

Speicher Als mobile

Kunden Gesamtverbrauch

Last und stationäre Systeme anwendbar.

Intelligente Kundengeräte Verbrauchergeräte Geräte erhalten Preissignale um intelligente Entscheidungen zu treffen. Entscheidungen werden zurück gemeldet.

Verteilnetz

Energielieferanten

Übertragungsnetz

Energielieferanten Einspeisedaten von Kraftwerken, Dezentralen Energieeinspeisern und Stromspeichern für die ökonomischste Stromerzeugung.

Übertragung Überwacht und passt die Ressourcen an (Engpassmanagement).

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Verteilung Verteilnetz modelliert ständig die Systemnutzung => Zuverlässige Dienstleistung