Arbeitsgruppe Technologie Sitzungen im Jahre 2015 22.01. / 27.04. / 17.09.2015 19.09.2018

Projekt: SmartEnergyHub 19.09.2018

SmartEnergyHub 19.09.2018

Demonstration und Vernetzung auf allen Ebenen C/sells Zellhierarchie und -verbund Transportnetze Regionale Netze mit hohem Anteil EE Zellulärer Ansatz verbindet die einzelnen Zellebenen in horizontaler wie auch vertikaler Weise miteinander Alle wichtigen Stakeholder der verschiedenen Ebenen sind Teil von C/sells Vorschlag Schönberg: => Bezug zu den Zielen von SINTEG (zb Stadt-Land Ausgleich, BSI Umsetzung) und natürlich zu den Schwerpunkten von csells => gerade Solar mit dem dezentralen Charakter fordert VNB System am meisten und auch Marktzugang ist am schwierigsten, daher Partizipation noch stärker hervorheben und Notwendigkeit DAM/Registry/Kataster betonen ... besonders Solar hat dieses Thema so ausgeprägt C/sells schafft einen Ost-West-Sonnenbogen der Flexibilitäten durch miteinander agierende solare Zellen und weitere Infrastrukturkomponenten – von Bayern bis Hessen mit Baden-Württemberg im Zentrum. Die Modellregion besitzt alle Voraussetzungen für ein eindrucksvolles Schaufenster „intelligente Energie“ auf engem Raum. Der Ost-West-Solarbogen in Süddeutschland mit dem Schwerpunkt PV, mit dichtbesiedelten Wohn-, Industrie- und Gewerbezentren als Lastzentren, den umsatzstarken Standorten der Geräte­industrie, mit Energiewende-begeisterten Bürgermeistern und Investo­ren vernetzt alle erforderlichen Smart Grids Komponenten. Unser ERA-Net Projekt „Callia“ ist darüber hinaus auf C/sells abgestimmt und entfaltet eine internationale Multiplikatorwirkung in den Nach­bar­ländern. Die Region ist wegen einer hohen solaren Erzeugung, seiner vielschichtigen Netzstruktur mit über 420 Verteilnetzbetreibern, der Kombination von industrialisierten Ballungszentren mit ländlichen, dünn besiedelten Regionen und seiner zentralen Lage im europäischen Netzverbund für dieses Projekt prädestiniert. Baden-Württemberg und Bayern sind Endpunkte der geplanten Nord-Süd-Stromtrassen. Gegenwärtig ist die Abhängigkeit von Kernenergie in den drei abgedeckten Bundesländern noch groß, umso drängender ist hier der Umbau des Energiesystems. Baden-Württemberg, Bayern und Hessen sind die drei Bundesländer mit den höchsten Solaranteil an der Stromversorgung. Knapp die Hälfte der deutschen Solarkapazität steht in der Modellregion: 700.000 Prosumenten kooperieren dazu mit den traditionellen Energieunternehmen. Hinzu kommt eine umfangreiche energetische Nutzung von Biomasse, Biogas und Wasserkraft. Knapp die Hälfte aller Energiegenossenschaften Deutschlands befindet sich in der Modellregion und zeugen von Bürger­engagement. In mindestens zwanzig Zellen unseres Modellgebiets übersteigt die maximale Solar­erzeugung die Spitzenlast um das Doppelte. Beispielsweise beträgt die installierte PV-Leistung in der Verteilnetzzelle Ulm-Hittistetten das Vierfache der Maximallast. In unserem Vorhaben wirken insgesamt 21 Netzzellen und 37 dezentrale Zellen, also Liegenschaften und Quartiere, zusammen. Die maximale Last der über 1.000.000 Abnehmer beträgt ca. 1.200 MW. Mehr als 15.000 dezentrale Photovoltaikanlagen und weitere erneuerbare Erzeuger speisen mit einer Peakleistung von 500 MW ein. 200 Elektrofahrzeuge mit regelbarer Ladeleistung, über 1.000 steuerbare Strom­heizungen sowie 60 weitere steuerbare Verbrauchsanlagen ermöglichen im Rahmen von C/sells einen der Erzeugung im Verteil- und Übertragungsnetz angepassten Betrieb. Während der Projektlaufzeit werden 30.000 intelligente Mess­systeme eingebaut, 100 Speicher und gut ein Dutzend regelbare Ortsnetz­transformatoren werden installiert. Nicht gezählt dabei sind die beiden in C/sells eingebundenen Übertragungs­netzbetreiber, mit denen auch der intra- und interregionale Austausch demonstriert wird. Wir können an die reichen Erfahrungen aus den Programmen E-Energy und „Intelligente Netze“ in der Modellregion anknüpfen, da wir in unserem Verbundvorhaben die Akteure und Orte dieser Programme eingebunden haben. Die vielfältige Akteursstruktur in der Modellregion bietet ideale Voraussetzungen, um neue Kooperationsmodelle umzusetzen. Mit der seit zwei Jahren aktiven Smart Grids‑Platt­form Baden Württemberg als Initiator besteht eine bewährte Basis zur Zusammenarbeit der vielfältigen Akteure. Über die gesamte Wertschöpfungskette von der Erzeugung, Übertragung, Verteilung, Speiche­rung bis zur Informations-und Kommunikationstechnologie sind Hersteller und Anbieter in der Region aktiv. Darüber hinaus existiert in der Modellregion eine umfassende Forschungslandschaft aus Universitäten und Forschungs­einrichtungen zu relevanten Themen des Smart Grids. Hier werden die meisten Patente zu erneuerbaren Energien in Deutschland angemeldet. Die kurzen Wege gewähren einen erfolgversprechenden Dialog bei der Erarbeitung des Energiesystems der Zukunft. Städtische Netze und Lastzentren Partizipations-/Quartiermodelle und neue Dienste

C/sells: resilient, partizipativ, markt- und massenfähig Bestandteile der intelligenten Netzzelle Austausch mit anderen Zellen nach dem Subsidiaritätsprinzip Markt Markt Weitestgehend autonome Entscheidungen innerhalb einer Zelle Informations-destillation Energie-aggregation Kopplung verschiedener Sektoren (Strom, Wärme, Verkehr) Datenmanagement Interaktionen mit Prosumenten und Verbrauchern Erschließung ungenutzter Flexibilitäten Marktorientierung/ Marktkonformität Dezentrale Erzeugung Anmerkungen FfE: Der Markt steht „über“ allen Zellen und jede Zelle liefert aggregierte Informationen an den Markt, darauf hin liefert der Markt Anreize zurück (z.B. in Form von Preissignalen) Eine Zelle ist zweistufig aufgebaut: Der innere Kern einer Zelle kann weitestgehend autonome Entscheidungen treffen: Hier wird die dezentrale Erzeugung organisiert, Prosumer und Verbraucher werden mit Energie versorgt. Durch eine Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr wird das Energiesystem ganzheitlich optimiert, zusätzlich werden bislang ungenutzte Flexibilitäten erschlossen Alle Interaktionen in einer Zelle zeichnen sich durch eine starke Marktkonformität aus, da jede Zelle in den Markt eingebettet ist und mit diesem auch kommuniziert Um diese Aufgaben bewältigen zu können, ist in jeder Zelle ein ausgereiftes Datenmanagement und ein Sicherheitskonzept in der Zelle von Nöten, um Informationen/Messwerte/Signale zu priorisieren und zu evaluieren Kann eine Zelle ihre Aufgaben nicht isoliert bewältigen, erfolgt ein Austausch mit anderen Zellen nach dem Subsidiaritätsprinzip. Hierbei wird die Komplexität der ausgetauschten Energie und Information so weit wie möglich reduziert Information muss vor dem Austausch aggregiert und destilliert werden, um die überlagerten Systeme nicht zu überfrachten (z.B. ein ÜNB interessiert sich nicht für einzelne Trafo-Messwerte) Für den Energie- und Leistungsaustausch gilt das analog: nicht jede Leistungsspitze soll an die Nachbarzelle abgegeben werden, die Gradienten werden weitestgehend reduziert! Auch in Bezug auf Energie erfolgt in jeder Zelle eine Optimierung auf die Eigendeckung, um die Residuallast zu minimieren. Zusätzlich stellen Security-Standards sicher, dass die Kommunikation nach außen sicher erfolgen kann  Gesamtmotivation der Zellstruktur: Zweistufige Optimierung zum einem innerhalb jeder Zelle und zum anderen bei der Interaktion mit anderen Zellen Energie Information Nachbarzelle Nachbarzelle Gradienten- reduktion Informations-aggregation Anreize Information Reduktion der Komplexität Markt 5 Markt

19.09.2018 www.smartgrids-bw.net

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