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FORSCHUNGSFORUM 1/2011 SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH STRATEGIEN FÜR EIN ZUKUNFTSFÄHIGES ENERGIESYSTEM MIT MAXIMALEM EINSATZ ERNEUERBARER RESSOURCEN

Verlagspostamt A-1010 Wien. - Nachhaltig Wirtschaften · 2016. 7. 15. · DG (Distributed Generation) Demonetz Konzept – BAVIS – DG Demonetz Validierung Aktiver Betrieb von elektrischen

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    FORSCHUNGSFORUM informiert über ausgewählte Projekte aus dem Bereich „Nachhaltig Wirtschaften“ des bmvit. Eigentümer, Herausgeber und Medieninhaber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie; Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien; Leitung: Dipl.Ing. M. Paula; Renngasse 5, A-1010 Wien. Fotos und Grafiken: LINZ AG, Energie AG Oberösterreich. Redaktion: Projektfabrik Waldhör KG, A-1190 Wien, Nedergasse 23/3. Gestaltung: Wolfgang Bledl. Herstellung: AV+Astoria Druckzentrum GmbH, A-1030 Wien, Faradaygasse 6.

    P.b.b. Erscheinungsort Wien, Verlagspostamt A-1010 Wien.

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    http://wwwFORSCHUNGSFORUM im Internet:www.NachhaltigWirtschaften.atin Deutsch und Englisch

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    FORSCHUNGSFORUM erscheint vierteljährlich und kann kostenlos auf dieser Website abonniert werden.

    schungsinitiativen des BMVIT und desKlima- und Energiefonds werden inÖsterreich laufend F&E-Projekte durch-geführt und Demonstrationsvorhabenumgesetzt, die dazu beitragen, Pionier-regionen für intelligente, zukunftswei-sende Energiesysteme zu entwickeln.

    In Oberösterreich basieren die „SmartGrid“-Aktivitäten auf der Energiestrate-gie „Energiezukunft 2030“ der ober-österreichischen Landesregierung, dieeinen schrittweisen Umstieg auf erneu-erbare Energien bei Wärme und Stromund die Senkung der CO2-Emissionensowie der Energieimporte zum Ziel hat.Das wird mit dem „Energiewende-Szenario“ angestrebt. Die Strategiebasiert auf einer umfassenden Potenzial-analyse der erneuerbaren Energiequel-len im Bundesland Oberösterreich.

    Die folgende Grafik gibt eine Übersichtüber die derzeitige Nutzung und überdie bis 2030 realisierbaren sowie dietechnisch möglichen Potenziale vonerneuerbaren Energien mit Ausnahmeder Wasserkraft.

    Ein zentrales Ziel der oberösterreichi-schen Energiepolitik ist der großflächigeAusbau der Photovoltaik. Die Nutzungder PV-Potenziale soll durch neue Energiesysteme mit einer Vielzahl unter-schiedlicher Erzeuger möglich werden.Im Wesentlichen beruhen solche Ener-gieversorgungsstrukturen auf erneuer-baren Energiequellen, die verbraucher-seitige Steuerungs- und Einsparmög-

    ■ Unsere Energiesysteme befinden sichweltweit in einem grundlegenden Um-strukturierungsprozess. Die energiepoli-tischen Zielsetzungen, wie die Erhöhungder Energieeffizienz, die Steigerung desAnteils erneuerbarer Energiequellen,sowie die Minderung der CO2-Emissio-nen sind längst in Gesetzgebung undVerordnungen der EU („20-20-20-Ziele“)und der Nationalstaaten eingeflossen.Die breite Nutzung von erneuerbarenRessourcen und die damit ständig wach-sende Anzahl an regionalen, dezentra-len Energieerzeugern stellen die Ener-gienetze vor neue Herausforderungen.Als Schlüssel zu einer effizienten undnachhaltigen Energieversorgung geltenintelligente („smarte“) Stromnetze, die mit Hilfe neuer Technologien undIKT-Lösungen eine optimale Systeminte-gration von erneuerbaren Energiequel-len und traditionellen Techniken er-zielen können. Gleichzeitig soll dieEnergieeffizienz bei Verteilung undEndverbrauch erhöht und die Qualitätder Services für die Energiekunden ver-bessert werden. Im Rahmen von For-

    ZUKUNFTSFÄHIGE ENERGIEVERSORGUNG IN OBERÖSTERREICH – ZIELSETZUNGEN UND POTENZIALE

    F&E – PROJEKTE UND PROJEKTPARTNER

    FORSCHUNGSFORUM1/2011

    lichkeiten ausschöpfen und dieOptimierungspotenziale aller Kom-ponenten, insbesondere auch aufder Niederspannungsebene nutzen.

    Die Energieversorgung Oberöster-reichs liegt zum Großteil in denHänden der Unternehmen EnergieAG Oberösterreich und LINZ AG.Beide Unternehmen haben im Jahr2005 eigene Netzgesellschaftengegründet: die Energie AG Ober-österreich Netz GmbH und die LINZSTROM Netz GmbH. Während dieEnergie AG Oberösterreich NetzGmbH als überregionaler Verteil-netzbetreiber einen Großteil derVerbraucher aus Oberösterreichsowie in kleinem Umfang aus Salz-burg, Steiermark und Niederöster-reich mit elektrischer Energie ver-sorgt, konzentriert sich die LINZSTROM Netz GmbH auf die StadtLinz mit ihren 82 Umlandgemein-den. Beide Energieversorger ent-wickeln, aufbauend auf den Ergeb-nissen aus zahlreichen Forschungs-projekten, tragfähige Geschäfts-

    modelle, mit denen die energiepoli-tischen Ziele Oberösterreichs schritt-weise umgesetzt werden können.Zukünftige Forschungsaktivitätenwerden verstärkt auf die Entwick-lung von intelligenten Gesamt-konzepten für „smart cities“ bzw.„smart urban regions“ abzielen.

    T H E M A P R O J E K T I N F O

    ■ Smart Metering – Energie AG OberösterreichProjektpartner: Siemens Energy Automation GmbH & Co. KG (AMIS), SAP AG (Prozessautomatisierung)Status: abgeschlossen

    ■ Intelligentes Energiemanagement – LINZ AGProjektpartner: Ubitronix system solution GmbH (Software), Echelon GmbH (Stromzähler),Pilotprojekt Mehrspartenintegration – Gaszähler (Flonidan), Fernwärmezähler (Kamstrup),Wasserzähler (EWT), Straßenbeleuchtung (Siteco), Home Automation (Moeller)Status: abgeschlossen

    ■ DG (Distributed Generation) Demonetz Konzept – BAVIS – DG Demonetz ValidierungAktiver Betrieb von elektrischen Verteilnetzen mit hohem Anteil dezentraler Stromerzeugung – Konzeption und Test von DemonstrationsnetzenProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich, Salzburg AG,VKW Vorarlberger Kraftwerke AG, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ ISOLVES: PSSA-MInnovative Solutions to Optimise Low Voltage Electricity Systems: Power Snap-Shot Analysis by MetersProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Siemens AG Österreich, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, Wien Energie Stromnetz GmbHIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ DG Demonet smart LV GridControl concepts for active low voltage network operation with a high share of distributed energy resourcesProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH,LINZ STROM Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, BEWAG Netz GmbH, Siemens AG Österreich, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien, Fronius International GmbH Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend seit 03/2011

    ■ IRON ConceptProjektpartner: LINZ STROM GmbH, Sonnenplatz Großschönau GmbH, Envidatec GmbH, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Lawrence Berkeley National Laboratory, USAIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: abgeschlossen

    KONTAKT UND ANSPRECHPARTNER

    Energie AG Oberösterreich Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Walter Tenschert (GF) [email protected] Dipl.-Ing. Dr. Andreas Abart [email protected] www.netzgmbh.at

    LINZ STROM Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Karl [email protected]://www.linzag.at

    INFORMATIONENPUBLIKATIONEN

    Die Endberichte zu den Projekten erscheinen in der Schriftenreihe „Berichte aus Energie-und Umweltforschung“ des bmvit.

    Eine vollständige Liste dieser Schriftenreihesowie die Möglichkeit zum Download findetsich auf der Homepage: www.NachhaltigWirtschaften.at

    Weitere Informationen unter:www.ENERGIESYSTEMEderZukunft.at/highlights/smartgrids

    SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    STRATEGIEN FÜR EIN ZUKUNFTSFÄHIGES ENERGIESYSTEM MIT MAXIMALEM EINSATZ ERNEUERBARER RESSOURCEN

    Für eine nachhaltige Wirtschafts-

    weise ist die Frage nach einer

    gesicherten und effizienten Energie-

    versorgung zur Bereitstellung von

    lebensnotwendigen und komfort-

    erhöhenden Dienstleistungen und

    Produkten von entscheidender

    Bedeutung. Ziel des Programms

    „Energiesysteme der Zukunft“ des

    Bundesministeriums für Verkehr,

    Innovation und Technologie (BMVIT)

    ist es, Technologien und Konzepte

    für ein, auf der Nutzung erneuer-

    barer Energieträger aufbauendes,

    energieeffizientes und flexibles

    Energiesystem zu entwickeln. Durch

    eine breite Palette technologiebe-

    zogener Aktivitäten und Begleit-

    maßnahmen werden maßgebliche

    Impulse gesetzt und dadurch gleich-

    zeitig neue Chancen für die öster-

    reichische Wirtschaft eröffnet.

    Potenziale elektrischer Energieerzeugung in Oberösterreich

    Photovoltaik

    0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400

    ■ Basis EE [GWh] 2006 ■ EE-Potenzial 2030 (min.)■ EE-Potenzial 2030 (max.)

    ■ Technisches EE-Potenzialgesamt [GWh]

    Biomasseverstromung

    Biogas

    Deponie-/Klärgas

    Geothermie

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    P.b.b. Erscheinungsort Wien, Verlagspostamt A-1010 Wien.

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    FORSCHUNGSFORUM erscheint vierteljährlich und kann kostenlos auf dieser Website abonniert werden.

    schungsinitiativen des BMVIT und desKlima- und Energiefonds werden inÖsterreich laufend F&E-Projekte durch-geführt und Demonstrationsvorhabenumgesetzt, die dazu beitragen, Pionier-regionen für intelligente, zukunftswei-sende Energiesysteme zu entwickeln.

    In Oberösterreich basieren die „SmartGrid“-Aktivitäten auf der Energiestrate-gie „Energiezukunft 2030“ der ober-österreichischen Landesregierung, dieeinen schrittweisen Umstieg auf erneu-erbare Energien bei Wärme und Stromund die Senkung der CO2-Emissionensowie der Energieimporte zum Ziel hat.Das wird mit dem „Energiewende-Szenario“ angestrebt. Die Strategiebasiert auf einer umfassenden Potenzial-analyse der erneuerbaren Energiequel-len im Bundesland Oberösterreich.

    Die folgende Grafik gibt eine Übersichtüber die derzeitige Nutzung und überdie bis 2030 realisierbaren sowie dietechnisch möglichen Potenziale vonerneuerbaren Energien mit Ausnahmeder Wasserkraft.

    Ein zentrales Ziel der oberösterreichi-schen Energiepolitik ist der großflächigeAusbau der Photovoltaik. Die Nutzungder PV-Potenziale soll durch neue Energiesysteme mit einer Vielzahl unter-schiedlicher Erzeuger möglich werden.Im Wesentlichen beruhen solche Ener-gieversorgungsstrukturen auf erneuer-baren Energiequellen, die verbraucher-seitige Steuerungs- und Einsparmög-

    ■ Unsere Energiesysteme befinden sichweltweit in einem grundlegenden Um-strukturierungsprozess. Die energiepoli-tischen Zielsetzungen, wie die Erhöhungder Energieeffizienz, die Steigerung desAnteils erneuerbarer Energiequellen,sowie die Minderung der CO2-Emissio-nen sind längst in Gesetzgebung undVerordnungen der EU („20-20-20-Ziele“)und der Nationalstaaten eingeflossen.Die breite Nutzung von erneuerbarenRessourcen und die damit ständig wach-sende Anzahl an regionalen, dezentra-len Energieerzeugern stellen die Ener-gienetze vor neue Herausforderungen.Als Schlüssel zu einer effizienten undnachhaltigen Energieversorgung geltenintelligente („smarte“) Stromnetze, die mit Hilfe neuer Technologien undIKT-Lösungen eine optimale Systeminte-gration von erneuerbaren Energiequel-len und traditionellen Techniken er-zielen können. Gleichzeitig soll dieEnergieeffizienz bei Verteilung undEndverbrauch erhöht und die Qualitätder Services für die Energiekunden ver-bessert werden. Im Rahmen von For-

    ZUKUNFTSFÄHIGE ENERGIEVERSORGUNG IN OBERÖSTERREICH – ZIELSETZUNGEN UND POTENZIALE

    F&E – PROJEKTE UND PROJEKTPARTNER

    FORSCHUNGSFORUM1/2011

    lichkeiten ausschöpfen und dieOptimierungspotenziale aller Kom-ponenten, insbesondere auch aufder Niederspannungsebene nutzen.

    Die Energieversorgung Oberöster-reichs liegt zum Großteil in denHänden der Unternehmen EnergieAG Oberösterreich und LINZ AG.Beide Unternehmen haben im Jahr2005 eigene Netzgesellschaftengegründet: die Energie AG Ober-österreich Netz GmbH und die LINZSTROM Netz GmbH. Während dieEnergie AG Oberösterreich NetzGmbH als überregionaler Verteil-netzbetreiber einen Großteil derVerbraucher aus Oberösterreichsowie in kleinem Umfang aus Salz-burg, Steiermark und Niederöster-reich mit elektrischer Energie ver-sorgt, konzentriert sich die LINZSTROM Netz GmbH auf die StadtLinz mit ihren 82 Umlandgemein-den. Beide Energieversorger ent-wickeln, aufbauend auf den Ergeb-nissen aus zahlreichen Forschungs-projekten, tragfähige Geschäfts-

    modelle, mit denen die energiepoli-tischen Ziele Oberösterreichs schritt-weise umgesetzt werden können.Zukünftige Forschungsaktivitätenwerden verstärkt auf die Entwick-lung von intelligenten Gesamt-konzepten für „smart cities“ bzw.„smart urban regions“ abzielen.

    T H E M A P R O J E K T I N F O

    ■ Smart Metering – Energie AG OberösterreichProjektpartner: Siemens Energy Automation GmbH & Co. KG (AMIS), SAP AG (Prozessautomatisierung)Status: abgeschlossen

    ■ Intelligentes Energiemanagement – LINZ AGProjektpartner: Ubitronix system solution GmbH (Software), Echelon GmbH (Stromzähler),Pilotprojekt Mehrspartenintegration – Gaszähler (Flonidan), Fernwärmezähler (Kamstrup),Wasserzähler (EWT), Straßenbeleuchtung (Siteco), Home Automation (Moeller)Status: abgeschlossen

    ■ DG (Distributed Generation) Demonetz Konzept – BAVIS – DG Demonetz ValidierungAktiver Betrieb von elektrischen Verteilnetzen mit hohem Anteil dezentraler Stromerzeugung – Konzeption und Test von DemonstrationsnetzenProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich, Salzburg AG,VKW Vorarlberger Kraftwerke AG, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ ISOLVES: PSSA-MInnovative Solutions to Optimise Low Voltage Electricity Systems: Power Snap-Shot Analysis by MetersProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Siemens AG Österreich, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, Wien Energie Stromnetz GmbHIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ DG Demonet smart LV GridControl concepts for active low voltage network operation with a high share of distributed energy resourcesProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH,LINZ STROM Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, BEWAG Netz GmbH, Siemens AG Österreich, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien, Fronius International GmbH Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend seit 03/2011

    ■ IRON ConceptProjektpartner: LINZ STROM GmbH, Sonnenplatz Großschönau GmbH, Envidatec GmbH, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Lawrence Berkeley National Laboratory, USAIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: abgeschlossen

    KONTAKT UND ANSPRECHPARTNER

    Energie AG Oberösterreich Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Walter Tenschert (GF) [email protected] Dipl.-Ing. Dr. Andreas Abart [email protected] www.netzgmbh.at

    LINZ STROM Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Karl [email protected]://www.linzag.at

    INFORMATIONENPUBLIKATIONEN

    Die Endberichte zu den Projekten erscheinen in der Schriftenreihe „Berichte aus Energie-und Umweltforschung“ des bmvit.

    Eine vollständige Liste dieser Schriftenreihesowie die Möglichkeit zum Download findetsich auf der Homepage: www.NachhaltigWirtschaften.at

    Weitere Informationen unter:www.ENERGIESYSTEMEderZukunft.at/highlights/smartgrids

    SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    STRATEGIEN FÜR EIN ZUKUNFTSFÄHIGES ENERGIESYSTEM MIT MAXIMALEM EINSATZ ERNEUERBARER RESSOURCEN

    Für eine nachhaltige Wirtschafts-

    weise ist die Frage nach einer

    gesicherten und effizienten Energie-

    versorgung zur Bereitstellung von

    lebensnotwendigen und komfort-

    erhöhenden Dienstleistungen und

    Produkten von entscheidender

    Bedeutung. Ziel des Programms

    „Energiesysteme der Zukunft“ des

    Bundesministeriums für Verkehr,

    Innovation und Technologie (BMVIT)

    ist es, Technologien und Konzepte

    für ein, auf der Nutzung erneuer-

    barer Energieträger aufbauendes,

    energieeffizientes und flexibles

    Energiesystem zu entwickeln. Durch

    eine breite Palette technologiebe-

    zogener Aktivitäten und Begleit-

    maßnahmen werden maßgebliche

    Impulse gesetzt und dadurch gleich-

    zeitig neue Chancen für die öster-

    reichische Wirtschaft eröffnet.

    Potenziale elektrischer Energieerzeugung in Oberösterreich

    Photovoltaik

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    ■ Basis EE [GWh] 2006 ■ EE-Potenzial 2030 (min.)■ EE-Potenzial 2030 (max.)

    ■ Technisches EE-Potenzialgesamt [GWh]

    Biomasseverstromung

    Biogas

    Deponie-/Klärgas

    Geothermie

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  • 1 SCADA DMS: Supervisory Control And Data AquisitionDistribution Management System

    2 DSM: Demand Side Management3 DG: Distributed Generation

    Entwicklung

    Pioniere

    Forschung

    Idee

    Geschäftsmodell

    Rechtlicher Rahmen

    Technologie

    BreiteAnwendung

    2000

    Basis: Übertragungs- & Verteilnetze

    Basis: Netzleittechnik / SCADA DMS1

    Basis: Smart Metering, Smart Services, Energieeffizienz

    Smart Planning

    Smart Monitoring

    Smart Control

    Spannungsregelung: DS

    M 2

    DG Integration 3

    Mitt

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    2020 2040

    Heute

    ■ Beide oberösterreichischen Energieversorgungsunternehmen führen zahl-reiche Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte im BereichSmart Grids durch und entwickeln innovative Lösungen für smarte Technologienund Anwendungen sowie neue Services für ihre Kunden. So werden die Grund-lagen für eine schrittweise Umgestaltung des Energiesystems geschaffen unddie Integration von dezentralen, erneuerbaren Ressourcen ermöglicht. Beide Unternehmen nützen die Möglichkeiten zur Kooperation. Die langfristigeStrategie für die oberösterreichischen Smart Grid Aktivitäten sind in der Grafikrechts dargestellt. Der strategische Ansatz wird mit dem Leitthema Max|RES(Maximum Renewable Energy Sources) beschrieben. Die Weiterentwicklung und Umsetzung soll durch eine enge Kooperation der beiden SchlüsselakteureEnergie AG Oberösterreich und LINZ AG und mit Unterstützung im Rahmen vonForschungsinitiativen des BMVIT und des österreichischen Klima- und Energie-fonds vorangetrieben werden.

    ■ Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energiequellen geht einher mit einer zunehmenden Dezentralisierung der Stromerzeugung und stellt damit völlig neueAnforderungen an die Versorgungsnetze. Aufbauend auf wissenschaftlichen Vor-arbeiten und dem Rollout von intelligenten Zählern geht es langfristig darum,innovative Lösungen für die großflächige Integration dezentraler, erneuerbarerEnergieerzeuger wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, sowohl im Mittel-spannungs- als auch im Niederspannungsnetz zu entwickeln. Der Anschluss einergroßen Zahl dezentraler Einspeiser ist bei Anwendung konventioneller Techno-logie mit sehr hohem Aufwand verbunden. Innovative Planungsstrategien, geeignete Technologien und tragfähige Geschäftsmodelle für Smart Planning,Smart Monitoring und Smart Control ermöglichen deutlich günstigere Lösungen.

    BAUSTEINE ZUR REALISIERUNG DER SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    P R O J E K T E

    S T R A T E G I E

    DG DEMONETZ – Aktiver Verteilnetz-betrieb im Mittelspannungsnetz

    Die Energie AG Oberösterreich ent-wickelte gemeinsam mit wissenschaft-lichen Instituten und weiteren Netzbe-treibern vier innovative Steuerungs- undRegelungskonzepte, mit denen auch bei verstärkter dezentraler Einspeisung(z. B. aus Wind- oder Wasserkraftwer-ken) die Spannungsgrenzen eingehaltenund eine sichere Versorgung gewähr-leistet werden kann. In der aktuellenValidierungsphase werden die Konzeptein Kooperation mit der VKW Vorarlber-ger Kraftwerke AG und der Salzburg AGin zwei Netzabschnitten in Form vonTestplattformen real implementiert. Im Zukunftsszenario wird davon ausge-gangen, dass im Versorgungsgebiet derEnergie AG Oberösterreich vor allem PV-Anlagen zugebaut werden. Die EnergieAG Oberösterreich bringt bei der Vali-dierung ihre Expertise ein und unter-sucht die breite Anwendbarkeit derLösungen. Dafür werden die über Jahreaufgezeichneten Zeitreihen der Span-nungsmessungen in den Abzweigen derMittelspannungsnetze ausgewertet und Potenziale ermittelt.

    SMART LV GRID – Integration von dezentralen Energie-erzeugern in Niederspannungsnetze

    Durch den großflächigen Einsatz vonPhotovoltaik werden in Zukunft immermehr Energiekonsumenten (Haushalte)auch zu Energielieferanten werden.Diese kleinen Einspeiser, aber auch an-dere neue Netzteilnehmer, wie z. B.Elektrofahrzeuge, stellen große Heraus-forderungen an die Niederspannungs-netze. Eine kontinuierliche Überwa-

    chung des Netzbetriebs und aktivesEingreifen zur Sicherstellung dertechnischen Randbedingungenwerden daher notwendig sein. DasProjekt DG Demonet smart LV Grid,das von der Energie AG Oberöster-reich und der LINZ STROM NetzGmbH sowie der Salzburg NetzGmbH gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrieumgesetzt wird, legt den Fokus aufdie Entwicklung und Evaluierungvon intelligenten Planungs-, Moni-toring-, Management- und Rege-lungsansätzen für die Systeminte-gration dezentraler Energie-erzeugungsanlagen und flexiblerLasten (zum Beispiel Wärmespei-cher oder e-Mobilität) in Nieder-spannungsnetzen. Dabei sollenbestehende Infrastrukturen undneue Technologien, wie die SmartMetering Kommunikationssystemeenergie- und kosteneffizient ge-nutzt werden. Im Rahmen des Pro-jekts werden PV-Kapazitäten inausgewählten Netzabschnittenmassiv ausgebaut, so dass die Gren-zen der Einspeisemöglichkeiten desNetzes ohne zusätzliche Maßnah-men überschritten werden würden.Mittels Co-Simulation von Kommu-nikations- und Stromnetzwerkenwerden geeignete Lösungen ent-wickelt. Eine wirtschaftliche Bewer-tung der Ansätze soll als Grundlagefür die Entwicklung zukünftigerTechnologien, Normen, Anschluss-bedingungen und Einspeisemodelledienen.

    heitszuschläge einkalkuliert. Dadurchwird die mögliche Anzahl der zu-sätzlichen Anschlüsse von de-zentralen Erzeugeranlagenerheblich eingeschränkt, was dem politischen Ziel ei-ner massiven Marktdurchdrin-gung der Erneuerbaren entgegen-läuft. Die von der Energie AG Oberöster-reich und Partnern entwickelte „PowerSnap-Shot Analysis by Meters“ ist eineMethode zur Momentaufnahme des

    Netzzustands, mit der reale Abbilder der Spannungen und Lastzustände instädtischen und ländlichen Niederspan-nungsnetzen geschaffen werden. Dienotwendigen Messwerte liefern intelli-gente Zähler. Eine Datenerhebung inca.100 repräsentativen Ortsnetzen dientder Charakterisierung des Netzzustandsund zur Bildung geeigneter Netzmo-delle. Eine erhebliche Verbesserung derNetzplanung und des Netzbetriebssowie die Entwicklung von betriebsun-terstützenden Instrumenten werdendadurch ermöglicht.

    Informationsflüsse im elektrischen Energiesystem – IRON Konzept

    Im elektrischen Netz ist die Kommuni-kation mit der Verbraucherseite bzw. zu kleinen Einspeisern nur gering bisgar nicht ausgeprägt. Im IRON Projekt (LINZ AG und Partner) wurden markt-orientierte Möglichkeiten untersucht,durch mehr Informationsfluss im elek-trischen Energiesystem bisher brach-liegende Effizienzsteigerungspotenzialezu nutzen. Einen Schwerpunkt bildetdabei das Lastmanagement, bei dem esprimär um gezielte zeitliche Verschie-bungen der Lasten geht. Voraussetzungfür eine Beeinflussung sowohl der Ver-braucher- als auch der Erzeugerseite isteine auf Smart Metering basierendeKommunikationsinfrastruktur. Die be-trachteten technischen Modelle werdenin Folgeprojekten vor allem in Hinblickauf wirtschaftliche Aspekte evaluiert.

    Das gegenwärtige Niederspannungsnetzist nicht ausgelegt, nennenswerte de-zentrale Einspeisungen aus Photovol-taik- oder anderen Anlagen aufzuneh-men. Die hierfür notwendigen betriebs-technischen Entscheidungen müssenderzeit noch auf Basis von Einzelberech-nungen und der Schätzung von Last-spitzen in den einzelnen Strangabschnit-ten getroffen werden. Um die Einhal-tung der Spannungsbandgrenze zugarantieren, werden signifikante Sicher-

    MAX|RES – Maximum Renewable Energy Sources for Upper Austria SMART GRIDS

    Von der Idee zur breiten Anwendung

    SMART MONITORING – SMART PLANNING – SMART CONTROLAKTIVE VERTEILNETZE ZUR INTEGRATION DEZENTRALER ERZEUGER

    Smart Network Planning – die probabilistische Bewertung

    Im Projekt Smart Planning, das auf demIRON Konzept aufbaut, beschäftigt sichdie LINZ AG mit neuen Planungsmetho-den für den Netzanschluss von zusätz-lichen dezentralen Erzeugungsanlagen.In einem Demoprojekt wird der öko-nomische Vorteil durch eine Umstellungvon der konventionellen Planung zueinem neuen Bewertungsansatz, derwahrscheinlichkeitstheoretischen(probabilistischen) Planung herausge-arbeitet.

    An Beispielen der Einspeisung von meh-reren PV-Anlagen in ein Niederspan-nungsnetz und einer geplanten Wind-energieanlage im Mittelspannungsnetzkonnten die Vorteile dieser Methodeaufgezeigt werden. Die konventionelleBewertung nimmt die maximale Lei-stung unter den unvorteilhaftestenBetriebsbedingungen des Verteilnetzesan. Die Evaluation wird an den Betriebs-punkten Spitzenlast sowie Schwachlast(jeweils mit und ohne Einspeisung)durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dassdie Einspeisung die maximal erlaubteSpannung überschreitet und daher eineReduktion der geplanten Einspeisungnotwendig wäre.

    Die neue Bewertungsmethode beruhtauf statistischen Annahmen des Verhal-tens der einflussnehmenden Parameter.Das Ziel ist die Berechnung der wahr-scheinlichen Spannung am Anschluss-punkt unter Berücksichtigung des stochastischen Verhaltens aller Verbrau-cher und Einspeiser. Beispiele zeigen,dass die Spannung am Verknüpfungs-punkt nur sehr wenige Male über derzulässigen Spannung liegt. Kann derVerteilnetzbetreiber, sobald die Span-nungsgrenzen erreicht werden, Ein-speiser für eine kurze Periode beschrän-ken, so ist eine wesentlich höhereGesamtleistung an das Netz (ohne In-vestitionen in konventionelle Techno-logien) anschließbar.

    Ergebnisse der probabilistischen Bewertung

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    Augen im Netz – ISOLVES: PSSA-M (Power Snap-Shot Analysis by Meters)

    Power Snap-Shot by Meters

    ■ Die Unternehmen Energie AG Ober-österreich und LINZ AG haben frühbegonnen, praxisorientiert smarte Funk-tionen zu implementieren und zu te-sten. Derzeit werden die Erfahrungendes ersten Rollouts von intelligentenZählern analysiert. Dabei wurden ver-schiedene Technologien und Markenfa-brikate eingesetzt. Dies kommt denBetreibern in der Phase der großflächi-gen Umsetzung zugute, weil die beider-seitigen Erfahrungen genutzt werdenkönnen. Die umgesetzten Lösungenerlauben nicht nur die automatischeAbwicklung der Meteringprozesse fürdie Abrechnung sowie die An-, Ab- undUmmeldung, sondern auch eine Opti-mierung der internen Kundenprozesse.Mit der Einführung des Smart Meteringwerden den Kunden neue Dienstleistun-gen wie detaillierte Informationen überdas Verbrauchsverhalten, Tipps für Ein-sparmöglichkeiten oder Angebote aufBasis neuer Tarifmodelle geboten. Mit

    Hilfe der smarten Messsysteme könnenaber auch Daten über die Spannungs-niveaus im Verteilernetz erfasst und alsGrundlage für einen effizienteren Netz-betrieb genutzt werden. Zudem wirdeine bidirektionale Datenübertragungermöglicht, die auch Schaltvorgängeund weitere smarte Funktionen erlaubt.Dabei wird die Vertraulichkeit der indi-viduellen Kundendaten sichergestellt.Die Datenübertragung erfolgt mit DLC (Distribution Line Communication) direkt über die Stromleitung. Die Mess-daten werden an Datenkonzentratorenin den Trafostationen weitergeleitet und dann gebündelt über Lichtwellen-leiterverbindungen, Datenfunk oderGPRS-Verbindungen zum Netzbetreiberübertragen.

    Die Energie AG Oberösterreich setzt dieKomplettlösung AMIS von Siemens ein,mit der die Daten über den Energie-verbrauch der Kunden und Daten aus

    der Verteilnetzinfrastruktur erfasst werden. Die Einbindung von Zählernanderer Sparten (wie Gas, Fernwärme,Wasser) ist vorbereitet. Demand SideManagement, weitere Service Angebotesowie die Integration von E-Mobilitysind in Entwicklung. Bis Mitte 2012werden ca. 100.000 und bis 2020 etwa500.000 Kunden mit der neuen Zähler-technologie ausgerüstet sein. Die LINZAG hat seit 2007 gemeinsam mit demPartner Ubitronix system solution GmbHrund 50.000 Haushalte mit elektroni-schen Echelon-Stromzählern ausgestat-tet. Die Daten werden auf der Basisindividueller Vereinbarungen mit denKunden an die Zentrale in Linz übermit-telt. Das System wird für die Ablesungvon Strom- und Gaszählern und dieÜbertragung von Netzdaten eingesetzt.Eine Erweiterung auf andere Medien(Gas, Fernwärme, Wasser etc.) ist vorge-sehen. Innerhalb der nächsten zehnJahre sollen 240.000 Zähler im gesamtenVersorgungsgebiet auf Smart Meterumgestellt werden.

    SMART METERING NEUE SERVICES FÜR ENERGIEKUNDEN

    Folder_1-11_dt_Ausf 12.05.2011 17:03 Uhr Seite 2

  • 1 SCADA DMS: Supervisory Control And Data AquisitionDistribution Management System

    2 DSM: Demand Side Management3 DG: Distributed Generation

    Entwicklung

    Pioniere

    Forschung

    Idee

    Geschäftsmodell

    Rechtlicher Rahmen

    Technologie

    BreiteAnwendung

    2000

    Basis: Übertragungs- & Verteilnetze

    Basis: Netzleittechnik / SCADA DMS1

    Basis: Smart Metering, Smart Services, Energieeffizienz

    Smart Planning

    Smart Monitoring

    Smart Control

    Spannungsregelung: DS

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    2020 2040

    Heute

    ■ Beide oberösterreichischen Energieversorgungsunternehmen führen zahl-reiche Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte im BereichSmart Grids durch und entwickeln innovative Lösungen für smarte Technologienund Anwendungen sowie neue Services für ihre Kunden. So werden die Grund-lagen für eine schrittweise Umgestaltung des Energiesystems geschaffen unddie Integration von dezentralen, erneuerbaren Ressourcen ermöglicht. Beide Unternehmen nützen die Möglichkeiten zur Kooperation. Die langfristigeStrategie für die oberösterreichischen Smart Grid Aktivitäten sind in der Grafikrechts dargestellt. Der strategische Ansatz wird mit dem Leitthema Max|RES(Maximum Renewable Energy Sources) beschrieben. Die Weiterentwicklung und Umsetzung soll durch eine enge Kooperation der beiden SchlüsselakteureEnergie AG Oberösterreich und LINZ AG und mit Unterstützung im Rahmen vonForschungsinitiativen des BMVIT und des österreichischen Klima- und Energie-fonds vorangetrieben werden.

    ■ Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energiequellen geht einher mit einer zunehmenden Dezentralisierung der Stromerzeugung und stellt damit völlig neueAnforderungen an die Versorgungsnetze. Aufbauend auf wissenschaftlichen Vor-arbeiten und dem Rollout von intelligenten Zählern geht es langfristig darum,innovative Lösungen für die großflächige Integration dezentraler, erneuerbarerEnergieerzeuger wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, sowohl im Mittel-spannungs- als auch im Niederspannungsnetz zu entwickeln. Der Anschluss einergroßen Zahl dezentraler Einspeiser ist bei Anwendung konventioneller Techno-logie mit sehr hohem Aufwand verbunden. Innovative Planungsstrategien, geeignete Technologien und tragfähige Geschäftsmodelle für Smart Planning,Smart Monitoring und Smart Control ermöglichen deutlich günstigere Lösungen.

    BAUSTEINE ZUR REALISIERUNG DER SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    P R O J E K T E

    S T R A T E G I E

    DG DEMONETZ – Aktiver Verteilnetz-betrieb im Mittelspannungsnetz

    Die Energie AG Oberösterreich ent-wickelte gemeinsam mit wissenschaft-lichen Instituten und weiteren Netzbe-treibern vier innovative Steuerungs- undRegelungskonzepte, mit denen auch bei verstärkter dezentraler Einspeisung(z. B. aus Wind- oder Wasserkraftwer-ken) die Spannungsgrenzen eingehaltenund eine sichere Versorgung gewähr-leistet werden kann. In der aktuellenValidierungsphase werden die Konzeptein Kooperation mit der VKW Vorarlber-ger Kraftwerke AG und der Salzburg AGin zwei Netzabschnitten in Form vonTestplattformen real implementiert. Im Zukunftsszenario wird davon ausge-gangen, dass im Versorgungsgebiet derEnergie AG Oberösterreich vor allem PV-Anlagen zugebaut werden. Die EnergieAG Oberösterreich bringt bei der Vali-dierung ihre Expertise ein und unter-sucht die breite Anwendbarkeit derLösungen. Dafür werden die über Jahreaufgezeichneten Zeitreihen der Span-nungsmessungen in den Abzweigen derMittelspannungsnetze ausgewertet und Potenziale ermittelt.

    SMART LV GRID – Integration von dezentralen Energie-erzeugern in Niederspannungsnetze

    Durch den großflächigen Einsatz vonPhotovoltaik werden in Zukunft immermehr Energiekonsumenten (Haushalte)auch zu Energielieferanten werden.Diese kleinen Einspeiser, aber auch an-dere neue Netzteilnehmer, wie z. B.Elektrofahrzeuge, stellen große Heraus-forderungen an die Niederspannungs-netze. Eine kontinuierliche Überwa-

    chung des Netzbetriebs und aktivesEingreifen zur Sicherstellung dertechnischen Randbedingungenwerden daher notwendig sein. DasProjekt DG Demonet smart LV Grid,das von der Energie AG Oberöster-reich und der LINZ STROM NetzGmbH sowie der Salzburg NetzGmbH gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrieumgesetzt wird, legt den Fokus aufdie Entwicklung und Evaluierungvon intelligenten Planungs-, Moni-toring-, Management- und Rege-lungsansätzen für die Systeminte-gration dezentraler Energie-erzeugungsanlagen und flexiblerLasten (zum Beispiel Wärmespei-cher oder e-Mobilität) in Nieder-spannungsnetzen. Dabei sollenbestehende Infrastrukturen undneue Technologien, wie die SmartMetering Kommunikationssystemeenergie- und kosteneffizient ge-nutzt werden. Im Rahmen des Pro-jekts werden PV-Kapazitäten inausgewählten Netzabschnittenmassiv ausgebaut, so dass die Gren-zen der Einspeisemöglichkeiten desNetzes ohne zusätzliche Maßnah-men überschritten werden würden.Mittels Co-Simulation von Kommu-nikations- und Stromnetzwerkenwerden geeignete Lösungen ent-wickelt. Eine wirtschaftliche Bewer-tung der Ansätze soll als Grundlagefür die Entwicklung zukünftigerTechnologien, Normen, Anschluss-bedingungen und Einspeisemodelledienen.

    heitszuschläge einkalkuliert. Dadurchwird die mögliche Anzahl der zu-sätzlichen Anschlüsse von de-zentralen Erzeugeranlagenerheblich eingeschränkt, was dem politischen Ziel ei-ner massiven Marktdurchdrin-gung der Erneuerbaren entgegen-läuft. Die von der Energie AG Oberöster-reich und Partnern entwickelte „PowerSnap-Shot Analysis by Meters“ ist eineMethode zur Momentaufnahme des

    Netzzustands, mit der reale Abbilder der Spannungen und Lastzustände instädtischen und ländlichen Niederspan-nungsnetzen geschaffen werden. Dienotwendigen Messwerte liefern intelli-gente Zähler. Eine Datenerhebung inca.100 repräsentativen Ortsnetzen dientder Charakterisierung des Netzzustandsund zur Bildung geeigneter Netzmo-delle. Eine erhebliche Verbesserung derNetzplanung und des Netzbetriebssowie die Entwicklung von betriebsun-terstützenden Instrumenten werdendadurch ermöglicht.

    Informationsflüsse im elektrischen Energiesystem – IRON Konzept

    Im elektrischen Netz ist die Kommuni-kation mit der Verbraucherseite bzw. zu kleinen Einspeisern nur gering bisgar nicht ausgeprägt. Im IRON Projekt (LINZ AG und Partner) wurden markt-orientierte Möglichkeiten untersucht,durch mehr Informationsfluss im elek-trischen Energiesystem bisher brach-liegende Effizienzsteigerungspotenzialezu nutzen. Einen Schwerpunkt bildetdabei das Lastmanagement, bei dem esprimär um gezielte zeitliche Verschie-bungen der Lasten geht. Voraussetzungfür eine Beeinflussung sowohl der Ver-braucher- als auch der Erzeugerseite isteine auf Smart Metering basierendeKommunikationsinfrastruktur. Die be-trachteten technischen Modelle werdenin Folgeprojekten vor allem in Hinblickauf wirtschaftliche Aspekte evaluiert.

    Das gegenwärtige Niederspannungsnetzist nicht ausgelegt, nennenswerte de-zentrale Einspeisungen aus Photovol-taik- oder anderen Anlagen aufzuneh-men. Die hierfür notwendigen betriebs-technischen Entscheidungen müssenderzeit noch auf Basis von Einzelberech-nungen und der Schätzung von Last-spitzen in den einzelnen Strangabschnit-ten getroffen werden. Um die Einhal-tung der Spannungsbandgrenze zugarantieren, werden signifikante Sicher-

    MAX|RES – Maximum Renewable Energy Sources for Upper Austria SMART GRIDS

    Von der Idee zur breiten Anwendung

    SMART MONITORING – SMART PLANNING – SMART CONTROLAKTIVE VERTEILNETZE ZUR INTEGRATION DEZENTRALER ERZEUGER

    Smart Network Planning – die probabilistische Bewertung

    Im Projekt Smart Planning, das auf demIRON Konzept aufbaut, beschäftigt sichdie LINZ AG mit neuen Planungsmetho-den für den Netzanschluss von zusätz-lichen dezentralen Erzeugungsanlagen.In einem Demoprojekt wird der öko-nomische Vorteil durch eine Umstellungvon der konventionellen Planung zueinem neuen Bewertungsansatz, derwahrscheinlichkeitstheoretischen(probabilistischen) Planung herausge-arbeitet.

    An Beispielen der Einspeisung von meh-reren PV-Anlagen in ein Niederspan-nungsnetz und einer geplanten Wind-energieanlage im Mittelspannungsnetzkonnten die Vorteile dieser Methodeaufgezeigt werden. Die konventionelleBewertung nimmt die maximale Lei-stung unter den unvorteilhaftestenBetriebsbedingungen des Verteilnetzesan. Die Evaluation wird an den Betriebs-punkten Spitzenlast sowie Schwachlast(jeweils mit und ohne Einspeisung)durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dassdie Einspeisung die maximal erlaubteSpannung überschreitet und daher eineReduktion der geplanten Einspeisungnotwendig wäre.

    Die neue Bewertungsmethode beruhtauf statistischen Annahmen des Verhal-tens der einflussnehmenden Parameter.Das Ziel ist die Berechnung der wahr-scheinlichen Spannung am Anschluss-punkt unter Berücksichtigung des stochastischen Verhaltens aller Verbrau-cher und Einspeiser. Beispiele zeigen,dass die Spannung am Verknüpfungs-punkt nur sehr wenige Male über derzulässigen Spannung liegt. Kann derVerteilnetzbetreiber, sobald die Span-nungsgrenzen erreicht werden, Ein-speiser für eine kurze Periode beschrän-ken, so ist eine wesentlich höhereGesamtleistung an das Netz (ohne In-vestitionen in konventionelle Techno-logien) anschließbar.

    Ergebnisse der probabilistischen Bewertung

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    Augen im Netz – ISOLVES: PSSA-M (Power Snap-Shot Analysis by Meters)

    Power Snap-Shot by Meters

    ■ Die Unternehmen Energie AG Ober-österreich und LINZ AG haben frühbegonnen, praxisorientiert smarte Funk-tionen zu implementieren und zu te-sten. Derzeit werden die Erfahrungendes ersten Rollouts von intelligentenZählern analysiert. Dabei wurden ver-schiedene Technologien und Markenfa-brikate eingesetzt. Dies kommt denBetreibern in der Phase der großflächi-gen Umsetzung zugute, weil die beider-seitigen Erfahrungen genutzt werdenkönnen. Die umgesetzten Lösungenerlauben nicht nur die automatischeAbwicklung der Meteringprozesse fürdie Abrechnung sowie die An-, Ab- undUmmeldung, sondern auch eine Opti-mierung der internen Kundenprozesse.Mit der Einführung des Smart Meteringwerden den Kunden neue Dienstleistun-gen wie detaillierte Informationen überdas Verbrauchsverhalten, Tipps für Ein-sparmöglichkeiten oder Angebote aufBasis neuer Tarifmodelle geboten. Mit

    Hilfe der smarten Messsysteme könnenaber auch Daten über die Spannungs-niveaus im Verteilernetz erfasst und alsGrundlage für einen effizienteren Netz-betrieb genutzt werden. Zudem wirdeine bidirektionale Datenübertragungermöglicht, die auch Schaltvorgängeund weitere smarte Funktionen erlaubt.Dabei wird die Vertraulichkeit der indi-viduellen Kundendaten sichergestellt.Die Datenübertragung erfolgt mit DLC (Distribution Line Communication) direkt über die Stromleitung. Die Mess-daten werden an Datenkonzentratorenin den Trafostationen weitergeleitet und dann gebündelt über Lichtwellen-leiterverbindungen, Datenfunk oderGPRS-Verbindungen zum Netzbetreiberübertragen.

    Die Energie AG Oberösterreich setzt dieKomplettlösung AMIS von Siemens ein,mit der die Daten über den Energie-verbrauch der Kunden und Daten aus

    der Verteilnetzinfrastruktur erfasst werden. Die Einbindung von Zählernanderer Sparten (wie Gas, Fernwärme,Wasser) ist vorbereitet. Demand SideManagement, weitere Service Angebotesowie die Integration von E-Mobilitysind in Entwicklung. Bis Mitte 2012werden ca. 100.000 und bis 2020 etwa500.000 Kunden mit der neuen Zähler-technologie ausgerüstet sein. Die LINZAG hat seit 2007 gemeinsam mit demPartner Ubitronix system solution GmbHrund 50.000 Haushalte mit elektroni-schen Echelon-Stromzählern ausgestat-tet. Die Daten werden auf der Basisindividueller Vereinbarungen mit denKunden an die Zentrale in Linz übermit-telt. Das System wird für die Ablesungvon Strom- und Gaszählern und dieÜbertragung von Netzdaten eingesetzt.Eine Erweiterung auf andere Medien(Gas, Fernwärme, Wasser etc.) ist vorge-sehen. Innerhalb der nächsten zehnJahre sollen 240.000 Zähler im gesamtenVersorgungsgebiet auf Smart Meterumgestellt werden.

    SMART METERING NEUE SERVICES FÜR ENERGIEKUNDEN

    Folder_1-11_dt_Ausf 12.05.2011 17:03 Uhr Seite 2

  • 1 SCADA DMS: Supervisory Control And Data AquisitionDistribution Management System

    2 DSM: Demand Side Management3 DG: Distributed Generation

    Entwicklung

    Pioniere

    Forschung

    Idee

    Geschäftsmodell

    Rechtlicher Rahmen

    Technologie

    BreiteAnwendung

    2000

    Basis: Übertragungs- & Verteilnetze

    Basis: Netzleittechnik / SCADA DMS1

    Basis: Smart Metering, Smart Services, Energieeffizienz

    Smart Planning

    Smart Monitoring

    Smart Control

    Spannungsregelung: DS

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    Heute

    ■ Beide oberösterreichischen Energieversorgungsunternehmen führen zahl-reiche Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte im BereichSmart Grids durch und entwickeln innovative Lösungen für smarte Technologienund Anwendungen sowie neue Services für ihre Kunden. So werden die Grund-lagen für eine schrittweise Umgestaltung des Energiesystems geschaffen unddie Integration von dezentralen, erneuerbaren Ressourcen ermöglicht. Beide Unternehmen nützen die Möglichkeiten zur Kooperation. Die langfristigeStrategie für die oberösterreichischen Smart Grid Aktivitäten sind in der Grafikrechts dargestellt. Der strategische Ansatz wird mit dem Leitthema Max|RES(Maximum Renewable Energy Sources) beschrieben. Die Weiterentwicklung und Umsetzung soll durch eine enge Kooperation der beiden SchlüsselakteureEnergie AG Oberösterreich und LINZ AG und mit Unterstützung im Rahmen vonForschungsinitiativen des BMVIT und des österreichischen Klima- und Energie-fonds vorangetrieben werden.

    ■ Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energiequellen geht einher mit einer zunehmenden Dezentralisierung der Stromerzeugung und stellt damit völlig neueAnforderungen an die Versorgungsnetze. Aufbauend auf wissenschaftlichen Vor-arbeiten und dem Rollout von intelligenten Zählern geht es langfristig darum,innovative Lösungen für die großflächige Integration dezentraler, erneuerbarerEnergieerzeuger wie Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, sowohl im Mittel-spannungs- als auch im Niederspannungsnetz zu entwickeln. Der Anschluss einergroßen Zahl dezentraler Einspeiser ist bei Anwendung konventioneller Techno-logie mit sehr hohem Aufwand verbunden. Innovative Planungsstrategien, geeignete Technologien und tragfähige Geschäftsmodelle für Smart Planning,Smart Monitoring und Smart Control ermöglichen deutlich günstigere Lösungen.

    BAUSTEINE ZUR REALISIERUNG DER SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    P R O J E K T E

    S T R A T E G I E

    DG DEMONETZ – Aktiver Verteilnetz-betrieb im Mittelspannungsnetz

    Die Energie AG Oberösterreich ent-wickelte gemeinsam mit wissenschaft-lichen Instituten und weiteren Netzbe-treibern vier innovative Steuerungs- undRegelungskonzepte, mit denen auch bei verstärkter dezentraler Einspeisung(z. B. aus Wind- oder Wasserkraftwer-ken) die Spannungsgrenzen eingehaltenund eine sichere Versorgung gewähr-leistet werden kann. In der aktuellenValidierungsphase werden die Konzeptein Kooperation mit der VKW Vorarlber-ger Kraftwerke AG und der Salzburg AGin zwei Netzabschnitten in Form vonTestplattformen real implementiert. Im Zukunftsszenario wird davon ausge-gangen, dass im Versorgungsgebiet derEnergie AG Oberösterreich vor allem PV-Anlagen zugebaut werden. Die EnergieAG Oberösterreich bringt bei der Vali-dierung ihre Expertise ein und unter-sucht die breite Anwendbarkeit derLösungen. Dafür werden die über Jahreaufgezeichneten Zeitreihen der Span-nungsmessungen in den Abzweigen derMittelspannungsnetze ausgewertet und Potenziale ermittelt.

    SMART LV GRID – Integration von dezentralen Energie-erzeugern in Niederspannungsnetze

    Durch den großflächigen Einsatz vonPhotovoltaik werden in Zukunft immermehr Energiekonsumenten (Haushalte)auch zu Energielieferanten werden.Diese kleinen Einspeiser, aber auch an-dere neue Netzteilnehmer, wie z. B.Elektrofahrzeuge, stellen große Heraus-forderungen an die Niederspannungs-netze. Eine kontinuierliche Überwa-

    chung des Netzbetriebs und aktivesEingreifen zur Sicherstellung dertechnischen Randbedingungenwerden daher notwendig sein. DasProjekt DG Demonet smart LV Grid,das von der Energie AG Oberöster-reich und der LINZ STROM NetzGmbH sowie der Salzburg NetzGmbH gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrieumgesetzt wird, legt den Fokus aufdie Entwicklung und Evaluierungvon intelligenten Planungs-, Moni-toring-, Management- und Rege-lungsansätzen für die Systeminte-gration dezentraler Energie-erzeugungsanlagen und flexiblerLasten (zum Beispiel Wärmespei-cher oder e-Mobilität) in Nieder-spannungsnetzen. Dabei sollenbestehende Infrastrukturen undneue Technologien, wie die SmartMetering Kommunikationssystemeenergie- und kosteneffizient ge-nutzt werden. Im Rahmen des Pro-jekts werden PV-Kapazitäten inausgewählten Netzabschnittenmassiv ausgebaut, so dass die Gren-zen der Einspeisemöglichkeiten desNetzes ohne zusätzliche Maßnah-men überschritten werden würden.Mittels Co-Simulation von Kommu-nikations- und Stromnetzwerkenwerden geeignete Lösungen ent-wickelt. Eine wirtschaftliche Bewer-tung der Ansätze soll als Grundlagefür die Entwicklung zukünftigerTechnologien, Normen, Anschluss-bedingungen und Einspeisemodelledienen.

    heitszuschläge einkalkuliert. Dadurchwird die mögliche Anzahl der zu-sätzlichen Anschlüsse von de-zentralen Erzeugeranlagenerheblich eingeschränkt, was dem politischen Ziel ei-ner massiven Marktdurchdrin-gung der Erneuerbaren entgegen-läuft. Die von der Energie AG Oberöster-reich und Partnern entwickelte „PowerSnap-Shot Analysis by Meters“ ist eineMethode zur Momentaufnahme des

    Netzzustands, mit der reale Abbilder der Spannungen und Lastzustände instädtischen und ländlichen Niederspan-nungsnetzen geschaffen werden. Dienotwendigen Messwerte liefern intelli-gente Zähler. Eine Datenerhebung inca.100 repräsentativen Ortsnetzen dientder Charakterisierung des Netzzustandsund zur Bildung geeigneter Netzmo-delle. Eine erhebliche Verbesserung derNetzplanung und des Netzbetriebssowie die Entwicklung von betriebsun-terstützenden Instrumenten werdendadurch ermöglicht.

    Informationsflüsse im elektrischen Energiesystem – IRON Konzept

    Im elektrischen Netz ist die Kommuni-kation mit der Verbraucherseite bzw. zu kleinen Einspeisern nur gering bisgar nicht ausgeprägt. Im IRON Projekt (LINZ AG und Partner) wurden markt-orientierte Möglichkeiten untersucht,durch mehr Informationsfluss im elek-trischen Energiesystem bisher brach-liegende Effizienzsteigerungspotenzialezu nutzen. Einen Schwerpunkt bildetdabei das Lastmanagement, bei dem esprimär um gezielte zeitliche Verschie-bungen der Lasten geht. Voraussetzungfür eine Beeinflussung sowohl der Ver-braucher- als auch der Erzeugerseite isteine auf Smart Metering basierendeKommunikationsinfrastruktur. Die be-trachteten technischen Modelle werdenin Folgeprojekten vor allem in Hinblickauf wirtschaftliche Aspekte evaluiert.

    Das gegenwärtige Niederspannungsnetzist nicht ausgelegt, nennenswerte de-zentrale Einspeisungen aus Photovol-taik- oder anderen Anlagen aufzuneh-men. Die hierfür notwendigen betriebs-technischen Entscheidungen müssenderzeit noch auf Basis von Einzelberech-nungen und der Schätzung von Last-spitzen in den einzelnen Strangabschnit-ten getroffen werden. Um die Einhal-tung der Spannungsbandgrenze zugarantieren, werden signifikante Sicher-

    MAX|RES – Maximum Renewable Energy Sources for Upper Austria SMART GRIDS

    Von der Idee zur breiten Anwendung

    SMART MONITORING – SMART PLANNING – SMART CONTROLAKTIVE VERTEILNETZE ZUR INTEGRATION DEZENTRALER ERZEUGER

    Smart Network Planning – die probabilistische Bewertung

    Im Projekt Smart Planning, das auf demIRON Konzept aufbaut, beschäftigt sichdie LINZ AG mit neuen Planungsmetho-den für den Netzanschluss von zusätz-lichen dezentralen Erzeugungsanlagen.In einem Demoprojekt wird der öko-nomische Vorteil durch eine Umstellungvon der konventionellen Planung zueinem neuen Bewertungsansatz, derwahrscheinlichkeitstheoretischen(probabilistischen) Planung herausge-arbeitet.

    An Beispielen der Einspeisung von meh-reren PV-Anlagen in ein Niederspan-nungsnetz und einer geplanten Wind-energieanlage im Mittelspannungsnetzkonnten die Vorteile dieser Methodeaufgezeigt werden. Die konventionelleBewertung nimmt die maximale Lei-stung unter den unvorteilhaftestenBetriebsbedingungen des Verteilnetzesan. Die Evaluation wird an den Betriebs-punkten Spitzenlast sowie Schwachlast(jeweils mit und ohne Einspeisung)durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dassdie Einspeisung die maximal erlaubteSpannung überschreitet und daher eineReduktion der geplanten Einspeisungnotwendig wäre.

    Die neue Bewertungsmethode beruhtauf statistischen Annahmen des Verhal-tens der einflussnehmenden Parameter.Das Ziel ist die Berechnung der wahr-scheinlichen Spannung am Anschluss-punkt unter Berücksichtigung des stochastischen Verhaltens aller Verbrau-cher und Einspeiser. Beispiele zeigen,dass die Spannung am Verknüpfungs-punkt nur sehr wenige Male über derzulässigen Spannung liegt. Kann derVerteilnetzbetreiber, sobald die Span-nungsgrenzen erreicht werden, Ein-speiser für eine kurze Periode beschrän-ken, so ist eine wesentlich höhereGesamtleistung an das Netz (ohne In-vestitionen in konventionelle Techno-logien) anschließbar.

    Ergebnisse der probabilistischen Bewertung

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    Augen im Netz – ISOLVES: PSSA-M (Power Snap-Shot Analysis by Meters)

    Power Snap-Shot by Meters

    ■ Die Unternehmen Energie AG Ober-österreich und LINZ AG haben frühbegonnen, praxisorientiert smarte Funk-tionen zu implementieren und zu te-sten. Derzeit werden die Erfahrungendes ersten Rollouts von intelligentenZählern analysiert. Dabei wurden ver-schiedene Technologien und Markenfa-brikate eingesetzt. Dies kommt denBetreibern in der Phase der großflächi-gen Umsetzung zugute, weil die beider-seitigen Erfahrungen genutzt werdenkönnen. Die umgesetzten Lösungenerlauben nicht nur die automatischeAbwicklung der Meteringprozesse fürdie Abrechnung sowie die An-, Ab- undUmmeldung, sondern auch eine Opti-mierung der internen Kundenprozesse.Mit der Einführung des Smart Meteringwerden den Kunden neue Dienstleistun-gen wie detaillierte Informationen überdas Verbrauchsverhalten, Tipps für Ein-sparmöglichkeiten oder Angebote aufBasis neuer Tarifmodelle geboten. Mit

    Hilfe der smarten Messsysteme könnenaber auch Daten über die Spannungs-niveaus im Verteilernetz erfasst und alsGrundlage für einen effizienteren Netz-betrieb genutzt werden. Zudem wirdeine bidirektionale Datenübertragungermöglicht, die auch Schaltvorgängeund weitere smarte Funktionen erlaubt.Dabei wird die Vertraulichkeit der indi-viduellen Kundendaten sichergestellt.Die Datenübertragung erfolgt mit DLC (Distribution Line Communication) direkt über die Stromleitung. Die Mess-daten werden an Datenkonzentratorenin den Trafostationen weitergeleitet und dann gebündelt über Lichtwellen-leiterverbindungen, Datenfunk oderGPRS-Verbindungen zum Netzbetreiberübertragen.

    Die Energie AG Oberösterreich setzt dieKomplettlösung AMIS von Siemens ein,mit der die Daten über den Energie-verbrauch der Kunden und Daten aus

    der Verteilnetzinfrastruktur erfasst werden. Die Einbindung von Zählernanderer Sparten (wie Gas, Fernwärme,Wasser) ist vorbereitet. Demand SideManagement, weitere Service Angebotesowie die Integration von E-Mobilitysind in Entwicklung. Bis Mitte 2012werden ca. 100.000 und bis 2020 etwa500.000 Kunden mit der neuen Zähler-technologie ausgerüstet sein. Die LINZAG hat seit 2007 gemeinsam mit demPartner Ubitronix system solution GmbHrund 50.000 Haushalte mit elektroni-schen Echelon-Stromzählern ausgestat-tet. Die Daten werden auf der Basisindividueller Vereinbarungen mit denKunden an die Zentrale in Linz übermit-telt. Das System wird für die Ablesungvon Strom- und Gaszählern und dieÜbertragung von Netzdaten eingesetzt.Eine Erweiterung auf andere Medien(Gas, Fernwärme, Wasser etc.) ist vorge-sehen. Innerhalb der nächsten zehnJahre sollen 240.000 Zähler im gesamtenVersorgungsgebiet auf Smart Meterumgestellt werden.

    SMART METERING NEUE SERVICES FÜR ENERGIEKUNDEN

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  • IMPRESSUM

    FORSCHUNGSFORUM informiert über ausgewählte Projekte aus dem Bereich „Nachhaltig Wirtschaften“ des bmvit. Eigentümer, Herausgeber und Medieninhaber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie; Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien; Leitung: Dipl.Ing. M. Paula; Renngasse 5, A-1010 Wien. Fotos und Grafiken: LINZ AG, Energie AG Oberösterreich. Redaktion: Projektfabrik Waldhör KG, A-1190 Wien, Nedergasse 23/3. Gestaltung: Wolfgang Bledl. Herstellung: AV+Astoria Druckzentrum GmbH, A-1030 Wien, Faradaygasse 6.

    P.b.b. Erscheinungsort Wien, Verlagspostamt A-1010 Wien.

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    http://wwwFORSCHUNGSFORUM im Internet:www.NachhaltigWirtschaften.atin Deutsch und Englisch

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    FORSCHUNGSFORUM erscheint vierteljährlich und kann kostenlos auf dieser Website abonniert werden.

    schungsinitiativen des BMVIT und desKlima- und Energiefonds werden inÖsterreich laufend F&E-Projekte durch-geführt und Demonstrationsvorhabenumgesetzt, die dazu beitragen, Pionier-regionen für intelligente, zukunftswei-sende Energiesysteme zu entwickeln.

    In Oberösterreich basieren die „SmartGrid“-Aktivitäten auf der Energiestrate-gie „Energiezukunft 2030“ der ober-österreichischen Landesregierung, dieeinen schrittweisen Umstieg auf erneu-erbare Energien bei Wärme und Stromund die Senkung der CO2-Emissionensowie der Energieimporte zum Ziel hat.Das wird mit dem „Energiewende-Szenario“ angestrebt. Die Strategiebasiert auf einer umfassenden Potenzial-analyse der erneuerbaren Energiequel-len im Bundesland Oberösterreich.

    Die folgende Grafik gibt eine Übersichtüber die derzeitige Nutzung und überdie bis 2030 realisierbaren sowie dietechnisch möglichen Potenziale vonerneuerbaren Energien mit Ausnahmeder Wasserkraft.

    Ein zentrales Ziel der oberösterreichi-schen Energiepolitik ist der großflächigeAusbau der Photovoltaik. Die Nutzungder PV-Potenziale soll durch neue Energiesysteme mit einer Vielzahl unter-schiedlicher Erzeuger möglich werden.Im Wesentlichen beruhen solche Ener-gieversorgungsstrukturen auf erneuer-baren Energiequellen, die verbraucher-seitige Steuerungs- und Einsparmög-

    ■ Unsere Energiesysteme befinden sichweltweit in einem grundlegenden Um-strukturierungsprozess. Die energiepoli-tischen Zielsetzungen, wie die Erhöhungder Energieeffizienz, die Steigerung desAnteils erneuerbarer Energiequellen,sowie die Minderung der CO2-Emissio-nen sind längst in Gesetzgebung undVerordnungen der EU („20-20-20-Ziele“)und der Nationalstaaten eingeflossen.Die breite Nutzung von erneuerbarenRessourcen und die damit ständig wach-sende Anzahl an regionalen, dezentra-len Energieerzeugern stellen die Ener-gienetze vor neue Herausforderungen.Als Schlüssel zu einer effizienten undnachhaltigen Energieversorgung geltenintelligente („smarte“) Stromnetze, die mit Hilfe neuer Technologien undIKT-Lösungen eine optimale Systeminte-gration von erneuerbaren Energiequel-len und traditionellen Techniken er-zielen können. Gleichzeitig soll dieEnergieeffizienz bei Verteilung undEndverbrauch erhöht und die Qualitätder Services für die Energiekunden ver-bessert werden. Im Rahmen von For-

    ZUKUNFTSFÄHIGE ENERGIEVERSORGUNG IN OBERÖSTERREICH – ZIELSETZUNGEN UND POTENZIALE

    F&E – PROJEKTE UND PROJEKTPARTNER

    FORSCHUNGSFORUM1/2011

    lichkeiten ausschöpfen und dieOptimierungspotenziale aller Kom-ponenten, insbesondere auch aufder Niederspannungsebene nutzen.

    Die Energieversorgung Oberöster-reichs liegt zum Großteil in denHänden der Unternehmen EnergieAG Oberösterreich und LINZ AG.Beide Unternehmen haben im Jahr2005 eigene Netzgesellschaftengegründet: die Energie AG Ober-österreich Netz GmbH und die LINZSTROM Netz GmbH. Während dieEnergie AG Oberösterreich NetzGmbH als überregionaler Verteil-netzbetreiber einen Großteil derVerbraucher aus Oberösterreichsowie in kleinem Umfang aus Salz-burg, Steiermark und Niederöster-reich mit elektrischer Energie ver-sorgt, konzentriert sich die LINZSTROM Netz GmbH auf die StadtLinz mit ihren 82 Umlandgemein-den. Beide Energieversorger ent-wickeln, aufbauend auf den Ergeb-nissen aus zahlreichen Forschungs-projekten, tragfähige Geschäfts-

    modelle, mit denen die energiepoli-tischen Ziele Oberösterreichs schritt-weise umgesetzt werden können.Zukünftige Forschungsaktivitätenwerden verstärkt auf die Entwick-lung von intelligenten Gesamt-konzepten für „smart cities“ bzw.„smart urban regions“ abzielen.

    T H E M A P R O J E K T I N F O

    ■ Smart Metering – Energie AG OberösterreichProjektpartner: Siemens Energy Automation GmbH & Co. KG (AMIS), SAP AG (Prozessautomatisierung)Status: abgeschlossen

    ■ Intelligentes Energiemanagement – LINZ AGProjektpartner: Ubitronix system solution GmbH (Software), Echelon GmbH (Stromzähler),Pilotprojekt Mehrspartenintegration – Gaszähler (Flonidan), Fernwärmezähler (Kamstrup),Wasserzähler (EWT), Straßenbeleuchtung (Siteco), Home Automation (Moeller)Status: abgeschlossen

    ■ DG (Distributed Generation) Demonetz Konzept – BAVIS – DG Demonetz ValidierungAktiver Betrieb von elektrischen Verteilnetzen mit hohem Anteil dezentraler Stromerzeugung – Konzeption und Test von DemonstrationsnetzenProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich, Salzburg AG,VKW Vorarlberger Kraftwerke AG, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ ISOLVES: PSSA-MInnovative Solutions to Optimise Low Voltage Electricity Systems: Power Snap-Shot Analysis by MetersProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Siemens AG Österreich, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, Wien Energie Stromnetz GmbHIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend

    ■ DG Demonet smart LV GridControl concepts for active low voltage network operation with a high share of distributed energy resourcesProjektpartner: AIT Austrian Institute of Technology, Energie AG Oberösterreich Netz GmbH,LINZ STROM Netz GmbH, Salzburg Netz GmbH, BEWAG Netz GmbH, Siemens AG Österreich, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Energy Economics Group / TU Wien, Fronius International GmbH Im Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: laufend seit 03/2011

    ■ IRON ConceptProjektpartner: LINZ STROM GmbH, Sonnenplatz Großschönau GmbH, Envidatec GmbH, ICT Institut für Computertechnik / TU Wien, Lawrence Berkeley National Laboratory, USAIm Rahmen von: Energiesysteme der Zukunft, BMVIT / Neue Energien 2020, Klima- und EnergiefondsStatus: abgeschlossen

    KONTAKT UND ANSPRECHPARTNER

    Energie AG Oberösterreich Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Walter Tenschert (GF) [email protected] Dipl.-Ing. Dr. Andreas Abart [email protected] www.netzgmbh.at

    LINZ STROM Netz GmbHDipl.-Ing. Dr. Karl [email protected]://www.linzag.at

    INFORMATIONENPUBLIKATIONEN

    Die Endberichte zu den Projekten erscheinen in der Schriftenreihe „Berichte aus Energie-und Umweltforschung“ des bmvit.

    Eine vollständige Liste dieser Schriftenreihesowie die Möglichkeit zum Download findetsich auf der Homepage: www.NachhaltigWirtschaften.at

    Weitere Informationen unter:www.ENERGIESYSTEMEderZukunft.at/highlights/smartgrids

    SMART GRIDS PIONIERREGION OBERÖSTERREICH

    STRATEGIEN FÜR EIN ZUKUNFTSFÄHIGES ENERGIESYSTEM MIT MAXIMALEM EINSATZ ERNEUERBARER RESSOURCEN

    Für eine nachhaltige Wirtschafts-

    weise ist die Frage nach einer

    gesicherten und effizienten Energie-

    versorgung zur Bereitstellung von

    lebensnotwendigen und komfort-

    erhöhenden Dienstleistungen und

    Produkten von entscheidender

    Bedeutung. Ziel des Programms

    „Energiesysteme der Zukunft“ des

    Bundesministeriums für Verkehr,

    Innovation und Technologie (BMVIT)

    ist es, Technologien und Konzepte

    für ein, auf der Nutzung erneuer-

    barer Energieträger aufbauendes,

    energieeffizientes und flexibles

    Energiesystem zu entwickeln. Durch

    eine breite Palette technologiebe-

    zogener Aktivitäten und Begleit-

    maßnahmen werden maßgebliche

    Impulse gesetzt und dadurch gleich-

    zeitig neue Chancen für die öster-

    reichische Wirtschaft eröffnet.

    Potenziale elektrischer Energieerzeugung in Oberösterreich

    Photovoltaik

    0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400

    ■ Basis EE [GWh] 2006 ■ EE-Potenzial 2030 (min.)■ EE-Potenzial 2030 (max.)

    ■ Technisches EE-Potenzialgesamt [GWh]

    Biomasseverstromung

    Biogas

    Deponie-/Klärgas

    Geothermie

    [GWh/a]

    Qu

    elle

    : En

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    iezu

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    030

    Folder_1-11_dt_Ausf 12.05.2011 17:02 Uhr Seite 1