Fallstudie: – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 Elektromobilität „Energetische Wertschöpfungspotenziale von Großspeichersystemen“
Energetische Wertschöpfungspotenziale von Großspeichersystemen Dipl.-Ing. David Kühnert
TU Chemnitz Professur für Energie- und Hochspannungstechnik 0317/531-39939 david.kuehnert@etit.tu-chemnitz.de
Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik Professur Energie- und Hochspannungstechnik
19.06.2012
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Fallstudie: – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 Elektromobilität „Energetische Wertschöpfungspotenziale von Großspeichersystemen“
Gliederung 1) Energieautarkie – Was ist das eigentlich? Energieautarkie
2) Aktuelle Energiesituation Ferropolis
Aktuelle Energiesituation
3) Bewertung möglicher Speichervarianten
Speichervarianten
4) Zusammenfassung
Zusammenfassung
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Fallstudie: – Vertiefung Geschäftsmodell Lastmanagement 19.06.2012 Elektromobilität „Energetische Wertschöpfungspotenziale von Großspeichersystemen“
Energieautarkie – Was ist das eigentlich? • „Autark“ bedeutet unabhängig ! • Aber welcher Zeitraum ist gemeint? Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Varianten einer autarke Energieversorgung Bilanzbezug
Leistungsorientiert
1 Variante Inselnetz/ Eigenerzeugung
Zusammenfassung
Bilanzraum
Halbinsel Ferropolis
2 Bedarfsgerechte/ Zeitgleiche Versorgung Halbinsel Ferropolis
Energieorientiert
3 Eigenerzeugung entspricht Jahresverbrauch
4 Deutschland/Europaweite Optimierung
Halbinsel Ferropolis
EnviaM-Gebiet Sachsen 50 HertzRegelzone Deutschland Europa
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Energieautarkie – Was ist das eigentlich? Variante II
Variante III
Variante IV
Inselnetz
Bedarfsgerechte, zeitgleiche Versorgung
Ausgeglichene Jahresenergiebilanz
Deutschland-/ Europaweite Optimierung
Kein Anschluss ans Verbundnetz
Verbindung zum Verbundnetz
Verbindung zum Verbundnetz
Verbindung zum Verbundnetz
Eigenversorgung
Keine Leistungsflüsse mit Verbundnetz
Eigenerzeugung = Jahresverbrauch
Optimale Platzierung dezentraler Erzeuger Deutschland/Europaweit
Variante I Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Zusammenfassung
Grad der Autarkie
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Gliederung 1) Energieautarkie – Was ist das eigentlich? Energieautarkie
2) Aktuelle Energiesituation Ferropolis
Aktuelle Energiesituation
3) Bewertung möglicher Speichervarianten
Speichervarianten
4) Zusammenfassung
Zusammenfassung
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Aktuelle Energiesituation Ferropolis • Häufigste Jahreslast < 100 kW • Spitzenlast ca. 1 MW ... 10faches der häufigsten Last Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Zusammenfassung
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Aktuelle Energiesituation Ferropolis • An nur 2 Wochenenden im Jahr Spitzenlast
Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Zusammenfassung
Fast gesamter Elektroenergieverbrauch an Festival-Tagen!
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Aktuelle Energiesituation Ferropolis • Relativ gleichmäßiger auf den Tag verteilter Lastverlauf
Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Zusammenfassung
Energiebedarf zu Spitzenlastzeiten: 80.000 kWh Eigene Energieerzeugung mit PV-Anlage: 170.000 kWh im Jahr Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik Professur Energie- und Hochspannungstechnik
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Gliederung 1) Energieautarkie – Was ist das eigentlich? Energieautarkie
2) Aktuelle Energiesituation Ferropolis
Aktuelle Energiesituation
3) Bewertung möglicher Speichervarianten
Speichervarianten
4) Zusammenfassung
Zusammenfassung
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Bewertung möglicher Speichervarianten -
Zwingend notwendig: Speicherbedarfsermittlung!
-
Auswahl Speichertechnologie Installierte Leistung
Energieautarkie
10 W
1 kW
100 kW
10 MW
Speichervarianten
Zusammenfassung
1 GW
1 Monat
VII
III
1 Woche
VIII
½ Tag 1 Stunde
V
IV
I II III IV V VI VII VIII
1 Minute II 1s
10 ms
100 GW 0,01
I
kWh
Quelle: Sauer (Aachen)-übersetzt
MWh
VI
1 – Kondensatoren, Spulen – SuperCaps, Schwungradspeicher – Batterien – Redox-Flow-Batterien – Druckluft-Speicher – Pumpspeicherkraftwerke – Druckwasser-Speicher – Wasserstoff-Speicher
GWh
100
Spezifische Leistung [kW/kWh]
Aktuelle Energiesituation
Typische Entladungszeit
1 Jahr
TWh
Installierte Speicherkapazität
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Bewertung möglicher Speichervarianten • „Festival-Speicher“ - Ein Speicher nur für das Festival Energieautarkie
Aktuelle Energiesituation
Speichervarianten
Zusammenfassung
- Langzeitspeicherung ... Nur elektro-chemisch möglich ... Wasserstoff - Hauptsächlich ungenutzt
• „Netzspeicher“ -
Speicherauslegung in Kooperation mit Netzbetreiber
-
Dynamische Speicherung je nach Netzsituation
-
Zu Veranstaltungen ausschließliche Eigennutzung
• „Regelspeicher“ -
Großer Batteriespeicher
-
Teilnahme am Regelenergiemarkt ... Zusätzliches Geschäftsfeld
-
Weitere Energieerzeugungsanlagen in „virtuelles Kraftwerk“ integrierbar
-
Zu Veranstaltungen ausschließliche Eigennutzung Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik Professur Energie- und Hochspannungstechnik
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Gliederung 1) Energieautarkie – Was ist das eigentlich? Energieautarkie
2) Aktuelle Energiesituation Ferropolis
Aktuelle Energiesituation
3) Bewertung möglicher Speichervarianten
Speichervarianten
4) Zusammenfassung
Zusammenfassung
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Zusammenfassung • Derzeit ist bereits eine energetisch-bilanzierte Autarkie gegeben! • Für eine leistungsorientierte Autarkie ist Speicher Energieautarkie
empfehlenswert!
Aktuelle Energiesituation
• Entscheidung für eine Speichervariante!
Speichervarianten
• Speicher-Technologie: Elektrochemische Speicherung – Batteriespeicher
Zusammenfassung
– Elektrolyse-Wasserstoffspeicher-Brennstoffzelle
•
Speicherdimensionierung ... Das können wir!
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Dipl.-Ing. David Kühnert Technische Universität Chemnitz Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik Professur Energie- und Hochspannungstechnik Tel.: 0371 531-39939 Email: david.kuehnert@etit.tu-chemnitz.de
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