Pilotprojekt Batteriespeicher

Herausforderungen im Verteilnetz

J. Müller, Leiter Operatives Asset Management 2. September 2014

Energiefluss dezentrale Erzeuger ändern die Richtung

Bisheriger Energiefluss Zukünftiger Energiefluss

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 2

Spannungsqualität

Hauptproblem Spannungserhöhung

Transformator

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

2012 2020 2035 2050

MW

Total Erzeugungsprognose CKW nach KEV-Anmeldung und VSE-Szenarien

Biomasse

Wind Anlage

PV Anlage

Wasser KW

Zubau der dezentralen Erzeugung Prognose für CKW-Versorgungsgebiet

∑ ~100 MW

∑ ~33 MW

Netzkonzept 2010 für 1’200 MW

Projektion 2050

nicht realistisch

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 4

PV-Dichte pro Gemeinde 2012

Netzebenen 4 - 7

PV Dichte 2012

FLU

MAR

ESM

HAS

ENT

ROM

WER

NOT

DOPKRI HOR

LIT

MALMEG

ADLEBI

UDL

KUE

ROO

SWB

LUZ

MEI

BUR

WEG

VIT

LUTHEW

WLAWILUFH

ZEL

MEN

WOL

WIK

REI

LANPFA

ROG

ALT

FIB

GRD EBE

OHM

KUL

REI

SOT

ALH

DAGUFF

NEB

EGO

GET

ALB ETT

ETT

W

G

WIN

SEM

TRISLI RIB

RIC

MAU

TRI

BUE

GUEKNU

SURSEN

GUN

BER

EIC

NED

HILOBE

BUT

GR

RUS

NEK

SON

SUL

AES

ALW

BER

ERM

M

H

HM

LIEG

H

HOH

ROEHOC

RAI ESB

BAL

INW

ROT

EMM

H

G

ROE

HIT

G

> 40 kW/ha

15 < 40 kW/ha

6 < 15 kW/ha

2 < 6 kW/ha

SUE

DAG

< 2 kW/ha

DIE

Photovoltaik pro Siedlungsfläche

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 5

PV-Dichte pro Gemeinde in 2035

Netzebenen 4 - 7

PV Dichte 2035

FLU

MAR

ESM

HAS

ENT

ROM

WER

NOT

DOPKRI HOR

LIT

MALMEG

ADLEBI

UDL

KUE

ROO

SWB

LUZ

MEI

BUR

WEG

VIT

LUTHEW

WLAWILUFH

ZEL

MEN

WOL

WIK

REI

LANPFA

ROG

ALT

FIB

GRD EBE

OHM

KUL

REI

SOT

ALH

DAGUFF

NEB

EGO

GET

ALB ETT

ETT

W

G

WIN

SEM

TRISLI RIB

RIC

MAU

TRI

BUE

GUEKNU

SURSEN

GUN

BER

EIC

NED

HILOBE

BUT

GR

RUS

NEK

SON

SUL

AES

ALW

BER

ERM

M

H

HM

LIEG

H

HOH

ROEHOC

RAI ESB

BAL

INW

ROT

EMM

H

G

ROE

HIT

G

> 40 kW/ha

15 < 40 kW/ha

6 < 15 kW/ha

2 < 6 kW/ha

SUE

DAG

< 2 kW/ha

DIE

2. September 2014

Photovoltaik pro Siedlungsfläche

Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 6

Topologie: Einsatz der Netzkomponenten

1

3

4

5

2

6 6

1. Klassischer Netzausbau

2. Regelbarer Ortsnetztransformator

3. Regelbarer Längstrafo

4. Leistungsregelung (Begrenzung)

5. Q-Regelung

6. Zwischenspannungsebene z.B. 950V

7. Speicher

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 7

7

50A

Haus 1

NS-Netz

TS1 Trafo

MS-Netz

MS-Netz bestehendes MS Netz

bestehendes NS Netz

bestehende NS-Leitung die ersetzt wird

neue MS-Leitung

Haus 2

50A

Haus 3

Verknüpfungs-

punkt NS-Netz

100A

Anschlussleitung

Haus 3 erhält neue PV-Anlage.

Notwendig sind: neue Anschlussleitung

bis TS1 und evtl. Trafoverstärkung bei

TS1.

Netzanschluss Herausforderung beim Anschluss von PV-Anlagen

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 8

50A

Haus 1

NS-Netz

TS1 Trafo

MS-Netz

MS-Netz bestehendes MS Netz

bestehendes NS Netz

bestehende NS-Leitung die ersetzt wird

neue MS-Leitung

Haus 2

G EEA1

Netzverstärkung

50A

Haus 3

Verknüpfungs-

punkt NS-Netz

100A

Anschlussleitung

Haus 3 erhält neue PV-Anlage.

Notwendig sind: neue Anschlussleitung

bis TS1 und evtl. Trafoverstärkung bei

TS1.

Netzanschluss Herausforderung beim Anschluss von PV-Anlagen

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 9

Netzanschluss Klassischer Netzausbau ist aufwändig und teuer

Bild mit klassischem Netzbau

Neuer Trafo, umfangreiche Grabarbeiten

Klassischer Netzausbau

Für Kunden und

Netzbetreiber:

«NUR» wegen kurzzeitiger

Leistungsspitze der PV

Hohe Kosten für die

Anschlussverstärkung

und Netzausbau

Zeitverzug durch

Genehmigungsverfahren

(ESTI-Vorlage)

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 10

Zielsetzung 2 kurzzeitige Leistungsspitze lokal speichern

Lösung: Speicherung der Spitzenenergie beim Erzeuger

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 11

Zielsetzung 1

PV-Integration ohne neue Leitungen und Transformatoren

TS VK VK

400 kVA

6 kW Autowerkstatt

1 kW Werkhof

6 kW Landwirtschaft

...

37 kW Total

50 kW

50 kW

PV-Anlage 150 kW Speicher 100 kW / 200 kWh

Vereinfachte Darstellung

Hausanschluss mit 50 kW

Bezugsleistung

Messung

Messung

Messung

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 12

Zielsetzung 3 Zeit und Kosten durch Einsatz von dezentralen Speichern reduzieren

Bild mit klassischem Netzbau

Neuer Trafo, umfangreiche Grabarbeiten

Stromspeichersystem

Klassischer Netzausbau

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 13

Projektauftrag Integration von Photovoltaik ohne Netzausbau

• Mit dem Pilotprojekt „PV-Integration mit dezentralen Stromspeichern“

will CKW prüfen, ob dezentrale Stromspeicher als Ersatz von

konventionellen Netzverstärkungen wirtschaftlich eingesetzt werden

können (primäre Anwendung).

• Zusätzlich soll die Aggregation von dezentralen Speichern für die

Bereitstellung von Regelenergie auf Machbarkeit und finanziellen

Nutzen hin getestet werden (sekundäre Anwendung).

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 14

Realisierung Meggenhorn

2. September 2014

Prominenter Standort in Meggen

Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 15

Realisierung Meggenhorn Skizze Aussenansicht Technikraum

2. September 2014

Pilotprojekt

Dezentrale Stromspeicher für Solarstrom

Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 16

Realisierung Meggenhorn Batterie- und Steuerschrank

Pilotprojekt

Dezentrale Stromspeicher für Solarstrom

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 17

Erfahrungen aus den Pilotprojekten

• ESTI Plangenehmigungsgesuch:

Umgang mit Batterielösungen war bisher unbekannt.

• Lokale Behörden (Baubewilligung):

Batterielösungen ausserhalb eines Gebäudes benötigen eine Baubewilligung

jedoch keine ESTI Bewilligung (Ausnahmen Sonderzonen usw...).

• Termine

Abklärungen und definitive Bewilligungsverfahren

• Batterieauslegung

«Flexibilität» der Batterieauslegung entspricht nicht den ursprünglichen

Annahmen.

• Elektrische Komplexität

hohe Komplexität gegenüber einer klassischen Lösung (Kabel & Trafo)

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 18

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

www.ckw.ch

2. September 2014 Jürgen Müller, Leiter Operatives Assetmanagement Seite 19