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Welcome

to the Hager Group

© das intelligente zuhause im Smart Grid / Dr.-Ing.

Torsten Hager, Dipl.-Ing. Michael Lehr

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im Smart Grid

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Heutige Situation im deutschen Niederspannungsnetz

Ansätze zur Reduzierung der Netzbelastung

- Intelligentes Verteilungsnetzmanagement – iNES

- Das intelligente Zuhause mit Energieintelligenz und dezentralem

Speichersystem

Realisierung im Saarland

- Forschungsprojekt Stromsparland

- Forschungs- und Anwendungszentrum der Hager Group

Zusammenfassung und Ausblick

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Agenda

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Heutige Situation im

deutschen

Niederspannungsnetz

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Volatile PV-Einspeisung und große volatile Lasten am

Niederspannungsnetz erfordern neue Lösungen Erzeugungs- und Lastsituation

Hoch-

spannung

Höchst-

spannung

Mittel-

spannung

Nieder-

spannung

25 GW ca. 70 % der installierten

PV-Leistung hängt am NS-Netz (Gesamte installierte Leistung ~ 180 GW)

Große, teils volatile Verbraucher

(z.B. elektrische Wärmepumpen,

Elektrofahrzeuge)

Daraus folgen:

Volatile Einspeisung

Spannungsbandverletzungen

Netzausbaubedarfe zur Versorgung

großer Lasten

Teilweise Umkehrung der

Lastflüsse

Netze und Anlagen sind dafür

nicht ausgelegt

~25 GW

~10 GW

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Vor allem in ländlichen Niederspannungsnetzen ist

zukünftig mit Spannungsbandverletzungen zu rechnen Spannungsbandverletzungen im Niederspannungsnetz

Quelle: FGE Kolloquium, RWTH Aachen, 13.12.2012, Ansgar Hinz; “Der Regelbare Ortsnetztransformator im Verteilungsnetz – Lösung aller

Spannungsbandprobleme?”

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Ansätze zur

Reduzierung der

Netzbelastung

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Intelligentes Verteilungsnetzmanagement mit SAG und EFEN

Das intelligente Zuhause mit Energiemanagement und

dezentralem Speichersystem

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Intelligentes Verteilungsnetzmanagement und dezentrales

Energiemanagement mit Speichern stabilisieren das Netz Zwei Ansätze zur Reduzierung der Netzbelastung

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Neben der Netzanalyse und der installierten Hardware

liegt der Schlüssel bei der Simulation des Netzes Intelligentes Verteilungsnetzmanagement - iNES

Quelle: iNES Intelligentes Verteilnetzmanagement, Die SAG-Smart Grid Systemlösung für dezentrales Netzkapazitätsmanagement

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Netze von Morgen brauchen schon Heute intelligente

Hardware

Wandler im Eingang oder

Abgang zur Strommessung

Geräte mit Funktionen für

Messen, Kommunizieren & Busanbindung

Als Komplettgerät oder Nachrüstlösung

bieten Investitionsschutz

Elektronische Sicherungsüberwachung

und Mikroschalter zur Messung &

Meldung des Schaltzustandes

Messgeräte zur lokalen Anzeige

und Busanbindung

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Smart Grid Solution mit mBox und E3 Lastschaltleisten im

Kabelverteilerschrank von EFEN

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Ein intelligentes Verteilungsnetzmanagement kann den

Netzausbaubedarf je nach Netz deutlich verringern Auswirkungen von iNES auf den Netzausbau

Gesamtbedarf

Netzverstärkung

Heutige

Netzaufnahme-

kapazität

P

Bestehendes

Netz

Konventioneller

Netzausbau

Automatisierung

durch Einsatz neuer

Technologie Unternehmensindividuell

zu bestimmen!

t

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Das intelligente Zuhause mit

Energieintelligenz und

dezentralem Speichersystem

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Das intelligente Zuhause verbindet die E-Mobilität über

die Technikzentrale mit den Bewohnern

Das intelligente Zuhause

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Lokale Erzeugung und lokaler Verbrauch von Energie

liefern die größten Kosteneinsparungen Energieeinsparpotential in Wohngebäuden

Wirtschaftliches Ziel: – Reduzierung des Energieverbrauches

– Reduzierung des Energieimportes aus dem öffentlichen Netz

Energieverbrauchsanzeige, Tarifmanagement

Gebäudeautomatisierung, Energieeffizienz

–6 %

–20 %

–60 %

- Lokale Energieerzeugung

(erneuerbare Energien,

Blockheizkraftwerk)

- Lokaler Verbrauch

der erzeugten Energie

- Speicherung der

lokal erzeugten Energie

- Energiemanagement Energ

iekoste

n d

es

Sm

art

Bu

ildin

g

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Aufgrund der Energieoptimierungspotentiale und Schnitt-

stellen in das Netz spielt das Gebäude eine Schlüsselrolle Das Gebäude im Mittelpunkt der zukünftigen Energieversorgung

Energieerzeugung

durch Fotovoltaik

Energieerzeugung

per KWK

Technologisches und wirtschaftliches Ziel :

– Verbrauchsorientierte Erzeugung und Erzeugungsorientierter Verbrauch

– Nachhaltige Optimierung von Energieverbrauch und Energieerzeugung

Energie-

verbrauch

Smart Grid

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Um das wirtschaftliche Ziel zu erreichen, muss das

intelligente Zuhause über Energieintelligenz verfügen Erfolgsfaktor Energieintelligenz für im intelligenten Zuhause

Energie-

verbrauch

Energie-

intelligenz Analyse

Vorhersage

Handel

Steuerung

Energiespeicherung

als Strom

E-Mobilität mit

Energiespeicherung

Energiespeicherung

Wärme

Energie-

erzeugung

durch Fotovoltaik

Energie-

erzeugung

durch Wind

Energie-

erzeugung

per KWK

±

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Realisierung im

Saarland

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Ziele des Forschungsprojektes:

1 Phase:

Untersuchung der technischen Realisierbarkeit eines

Energiespeichersystems (inkl. Energieintelligenz)

mit Vorhersage der Erzeugung und des Verbrauchs

und mit Anbindung an einen Marktplatz für Energie

Aufbau und Test dieses Systems

2 Phase:

Installation von 300 Energiespeichersysteme im Saarland

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Im “Stromsparland” wird das Zusammenspiel zwischen

dem intelligenten Zuhause und dem Smart Grid erforscht Forschungsprojekt Stromsparland

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Das betrachtete Gesamtsystem enthält alle zukünftig im

intelligenten Zuhause zu erwartenden Technologien Forschungsprojekt Stromsparland

Eigenerzeugung:

Photovoltaik

Mikro-KWK

E-Mobilität

Erneuerbare

Energien

Konventionelle

Energien

Verbrauchseinrichtungen

Speichersystem

Netzbezug

Energieintelligenz

Marktplattform

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Zeitlicher Ablauf

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Das Projekt startete im Juli 2013 mit Phase 1 welche bis

März 2015 geht – anschließend ist die 2 Phase geplant Forschungsprojekt Stromsparland

Juli 13 Phase 1

Projektstart

März

15

Ende

Phase 1

> April

15

Beginn

Phase 2

Phase 2

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Erste Anwendung der Technologien unter realen Beding-

ungen erfolgt im Forschungs- und Anwendungszentrum Forschungs- und Anwendungszentrum der Hager Group

Neues Gebäude der Hager Group mit

3.000 m²

- Büros, Labore und Werkstätten

Energieverbrauch: 1,4 Mio.

kWh pro Jahr

Energieerzeugung

- Fotovoltaik: 50 kWp

- Blockheizkraftwerk:

120 kW elektrische Energie und

180 kW Wärme

- Wind (noch offen)

Energiespeicherung: 100 kWh

Erster Schritt: Reduzierung des

Energieimportes um 70 %

Zweiter Schritt: Reduzierung des

Energieimportes um 100 %

Erste Anwendung der

Energieintelligenz

Energie-

verbrauch

Energie-

intelligenz

Analyse

Vorhersage

Steuerung

Energie-

erzeugung

±

Energie-

speicherung

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Eine lokale Implementierung der Energieintelligenz

optimiert den Energieeinsatz dieses Gebäudes Energieintelligenz kann in lokalen Anwendungen realisiert werden

Lokale Anwendung

Alle Anwendungen der Energie- Intelligenz

werden lokal im Smart Building realisiert

- Analyse

- Vorhersage

- Steuerung

Gemeinsamer Zugang zu Informationen über

- Wetter

- Tarife der VNB

- Service

Anwendung: Einzelne, unabhängige Gebäude

Energie-

intelligenz Analyse

Vorhersage

Steuerung

Daten - Cloud

- Service

- Wetterdaten

- Tarifinformation

- Sharing point

- Anwesenheit

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Energie - Cloud

- Analyse, Vorhersage

- Energiemanagement

- Bewertung

- Service, Anwendungen

- Energiehandel

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Die Implementierung der Energieintelligenz in einer Cloud

ermöglicht eine gebäudeübergreifende Optimierung Energieintelligenz kann in Cloud-Anwendungen realisiert werden

Daten-

übertragung

Energieübertragung

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Zusammenfassung

und Ausblick

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Durch die veränderten Erzeugungs- und Lastbedingungen werden

intelligente Lösungen im Niederspanungsnetz notwendig

Mit iNES und dezentralen Energiespeichersystemen stehen zwei

solcher intelligenten Lösungen zur Verfügung

Die schon umgesetzten und sich in der Umsetzung befindenden

Projekte im Saarland zeigen, dass die Technologien

weitestgehend bereit stehen

Zukünftig wird die Herausforderung darin bestehen, diese

Systeme in den Niederspannungsnetzen zu installieren.

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Die Technologien stehen weitestgehend bereit – nun

geht es an die Implementierung im Netz Zusammenfassung und Ausblick

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