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Vorstellung der Ergebnisse
aus dem Forschungsprojekt RegEnKibo
21. Energietag Rheinland-Pfalz 30.08.2018
Prof. Dr. Peter Missal
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„Regionalisierung der Energieversorgung
auf Verteilnetzebene
am Modellstandort Kirchheimbolanden“
Arbeitstitel des Projektes RegEnKibo
Eckdaten des Projektes
Projekttyp: Forschung und Entwicklung
Projektsumme: 2,5 Mio. €
Förderbetrag: 2,2 Mio. €
Projektdauer: 6/2015 bis 5/2018
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Kooperationspartner des Projektes
e-rp GmbH, Gesamtprojektleitung und Koordination
MicrobEnergy GmbH
KIT, Engler-Bunte-Institut KIT, Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik KIT, Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut
Transferstelle für Rationelle und Regenerative Energienutzung Bingen in der ITB gGmbH
Stadt Kirchheimbolanden
Gruppe
Inhalt des Projektes
Gesamtenergiesystembetrachtung der Teilenergienetze in Kirchheimbolanden und deren optimales Zusammenwirken (Sektorenkopplung) zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende.
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Kopplung der Teilenergiesysteme (Sektorenkopplung)
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Wasserstoff-/ Methaneinspeisung
Stromüber-schuss
Gasüber-schuss
Strom-bedarf
Ziel des Projektes
Durch den zellularen Aufbau der Energieversorgung auf Verteilnetzebene
soll erreicht werden, den Austausch von elektrischer Energie zwischen
Übertragungsnetz und Verteilnetz möglichst gering zu halten und den
erforderlichen Netzausbau zu reduzieren.
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Windstrom. PV-Strom, Biogasanlage
Windpark Hungerberg, 11 WKA:
gesamt 35,2 MWel
3 WKA Schneeberger Hof:
gesamt 5,6 MWel
Photovoltaik-Park Ilbesheim: 6,4 MWp Photovoltaik-Anlagen Kibo gesamt: 5 MWp
Photovoltaikanlagen Kibo: 3,6 MWp
Biogasanlage Bischheim: 500 kWel/600 kWth
Projektraum Kirchheimbolanden
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Energiewirtschaftliche Daten von Kirchheimbolanden
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Einwohner ca. 8.000 Anzahl Häuser 3.750 Anzahl Stromausspeisepunkte 4.660 Anzahl Gasausspeisepunkte 2.620 verbrauchte Jahresstrommenge ca. 70 Mio. kWhel/a verbrauchte Jahresgasmenge ca. 170 Mio. kWhth/a Blockheizkraftwerke: 10 BHKW (283 kWel) Windstromeinspeisung: 5,6 MWel (2 x 1,8 MWel, 1 x 2,0 MWel) Photovoltaikstromeinspeisung: 3,6 MWp (155 PV-Anlagen)
Arbeitspakete des Projektes
AP 0: Gesamtprojektleitung
AP 1: Netzmodellierung der Teilenergienetze mit Schnittstellen
AP 2: Validierung der Netzmodelle
AP 3: Optimierung des gesamten Energienetzes
AP 4: Entwicklung von Komponenten zur Integration in die Leitwarte/das vK
AP 5: Echtzeitbetrieb
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ERGEBNISSE DES PROJEKTES
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3. bis 10. Januar 2014
Stromnetzmodell
Stromnetzmodell/Gasnetzmodell und Validierung
Modellierung und Validierung sind abgeschlossen
Gasnetzmodell
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PtG-Modell
• Testlauf in der Gesamt-simulationsumgebung durch Kopplung mit Häusermodell
• anschließend Optimierung
und Integration in die Gesamtsimulation
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Häusermodell
• Verbindung Gasnetz <–> Gebäude <–> Stromnetz wird hergestellt. • Erfassung aller 3.750 Häuser
• Für alle Gebäudetypen (EFH, MFH, GMFH, RHE, RHM) ist die Anzahl und die durchschnittliche Fläche verfügbar
*
* CHP = combined heat and power (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK)
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Gebäudeclusterung der Stadt Kirchheimbolanden
• Erfassung aller 3.750 Gebäude in KIBO
• Gebäudeclusterung • Wärmeverbräuche ermittelt • Energieeffizienzpotenziale erfasst
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Wärmebedarf der Wohngebäude nach Gebäudetypen
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Versuchsapparatur der PtG-Anlage am KIT und 3PM-Modellierung
• PtG-Anlage ist modelliert, modifiziert und ausgelegt
• stationärer und dynamischer Betrieb der Versuchsanlage
• Betriebszustände sind validiert
Flexibilitätsbetrachtungen
Flexband 1 (unstetig) Flexband 2 stetig mit vK
vK = virtuelles Kraftwerk
Unstetiges Flexibilitätsband – Tagesdarstellung Stetiges Flexibilitätsband - Tagesdarstellung Anlagenflexibilität verrechnet mit Gesamtverbrauch Unternehmen Anlagenflexibilität verrechnet mit Gesamtverbrauch Unternehmen
Einfamilienhaus
Mehrfamilienhaus
WÄRMEPUMPE
Feldversuchsanlagen
Kita Ritten
Kreisverwaltung Kirchheimbolanden
BLOCKHEIZKRAFTWERK
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Netze: intelligent verschaltetes Energiesystem
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KWK
Optimierte Regelung des Gesamtenergiesystems
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Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): EE-Stromerzeugung / Stromverbrauch ohne Power-to-Gas
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Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 1 MW-PtG-Anlage
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Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 10 MW-PtG-Anlage
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Strom-Leistungsbilanz (Kirchheimbolanden): Integration 20 MW-PtG-Anlage
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Benötigte Leistung der PtG-Anlage bei steigender dezentraler Stromversorgung
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Zusammenfassung und Ausblick:
• Reduzierter Austausch von elektrischer Energie zwischen Übertragungsnetz und Verteilnetz ist möglich (aber Energiespeicher notwendig).
• Die Wärme muss bei der Energiewende stärker beachtet werden.
• Die intelligente Informations- und Kommunikationstechnik muss verbessert werden.
• Ein Echtzeitbetrieb ist möglich.
Weiterführendes Projekt: RegEnZell
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Filme zum Projekt RegEnKibo
KIBOenergy: erneuerbare Energien, regional & effizient
www.meine-e-rp.de /region/kiboenergy-im-film-erklaert/
KIBOenergy: Meilenstein in der Energiewende
www.meine-e-rp.de /region/kiboenergy-meilenstein-in-der-energiewende-2/
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
21. Energietag Rheinland-Pfalz 30.08.2018
Prof. Dr. Peter Missal