INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN

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INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
C/sells — Demonstrations-
zellen im Realbetrieb
INFRASTRUKTUR,
PARTIZIPATION,
VIELFALT
INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
INHALT
1 01   GRUSWORTE

2 05   C/SELLS STELLT SICH VOR

3 11
  15
       DEMO-ZELLEN IN C/SELLS
       Angebot und Abruf von Flexibilität unter Berücksichtigung des lokalen Status im Verteilnetz
  18   Flexibilisierung von Speicherheizungen mittels Smart-Meter-Infrastruktur
  21   Netz und Markt verbünden sich in Altdorf – dezentrale Flexibilität für das Verteilnetz der Zukunft
  24   Rollout intelligenter Messsysteme als Grundlage des Energienetzes der Zukunft
  27   Flexibilität durch Microgrids – vorausschauend optimiert
  30   Regionaler Grünstrom und Flexibilität – Was denken die Bürger in Nordhessen darüber?
  32   Nachhaltige und erneuerbare Wärmeversorgung in Stausebach
  35   Genial dezentral – Wie tausende private Erzeuger das Energienetz der Zukunft bauen

4 39
  40
       ERKENNTNISSE NACH VIER JAHREN PROJEKTARBEIT
       Technische Demonstrationen
  42   Wärmekonzepte
  42   Erprobung intelligenter Messsysteme
  44   Quartierslösungen
  44   Erprobung von Flexibilitätseinsätzen
  45   Partizipation, Kommunikation und Probandengewinnung

5 51
  53
       WISSENSCHAFTLICHER BLICK AUF DIE ZELLEN
       Meinung der Bürger: Erwerb regionalen Grünstroms und anbieten von Flexibilität
  53   Befragung: „Regionale Strommarke Nordhessen“
  55   Befragung: „Flexibilitätserbringung durch Haushalte“
  58   Ökologischer Fußabdruck der iMSys Infrastruktur – Show-Stopper der Digitalisierung der Energiewende?
  63   Stadt-Land-Ausgleich

6 67   FAZIT

7 69
  70
       ANHANG
       Literatur
  76   Impressum
INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
1	GRUSSWORTE
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7    ANHANG

                                1
                                GRUSSWORTE
INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
1	GRUSSWORTE                   Liebe Interessentinnen und Interessenten an der Energiezukunft,
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS   das SINTEG-Projekt C/sells startete mit dem Ziel, mit zellulären Strukturen
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                zukunftsfähige Lösungskonzepte für eine dezentrale, digitale und erneuerbare
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK     Energiezukunft zu demonstrieren. Um dieses ehrgeizige Ziel zu realisieren,
   AUF DIE ZELLEN
                                schlossen sich eine Vielzahl von Unternehmen und Instituten aus Bayern,
6	FAZIT
                                Baden-Württemberg und Hessen als „Solarbogen Süddeutschlands“ zusammen
7    ANHANG
                                und schafften ein großflächiges Reallabor mit grenzüberschreitenden System-
                                lösungen.

                                Für die FfE als Forschungsinstitut ist vor allem der generierte wissenschaftliche
                                Mehrwert ein großer Gewinn. In knapp vier Jahren Projektlaufzeit hat die FfE
                                entlang der energiewirtschaftlichen Wertschöpfungskette sowohl methodisch
                                als auch konzeptionell Antworten auf relevante Forschungsfragen zur Gestaltung
                                einer dekarbonisierten Energieversorgung gefunden. Was das Projekt C/sells
                                von anderen Forschungsvorhaben unterscheidet, sind vor allem die Erkenntnisse       PROF. DR.-ING. WOLFGANG MAUCH

                                aus der praktischen Umsetzung in den vielfältigen Demonstrationsprojekten – den     Geschäftsführer Forschungsstelle für
                                                                                                                    Energiewirtschaft e.V.
                                C/sells-Demozellen.

                                Gemeinsam mit dem Verteilnetzbetreiber Bayernwerk konzipierte die FfE mit
                                dem Altdorfer Flexmarkt ALF eines der Erfolgskonzepte zum Einsatz intelligen-
                                ter Infrastruktur im zukünftigen Energiesystem. Es wurde offensichtlich, dass
                                die zunehmende Dezentralisierung des Energiesystems eine große technische,
                                aber auch gesellschaftliche Veränderung mit sich zieht. Durch die Verzahnung
                                aus Forschung und Industrie können wichtige technische Weichenstellungen
                                für den Realbetrieb aufgezeigt und zugleich partizipative Möglichkeiten zur
                                Teilnahme neuer Akteure geschaffen werden.

                                In diesem Leitfaden zeigen wir die Vielfalt der Musterlösungen auf und verdeut-
                                lichen somit: Nur die Kombination individueller Lösungskonzepte ermöglicht in
                                Summe ein funktionierendes Gesamtsystem. Wir wünschen Ihnen viel Freude
                                beim Lesen.
02
INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
1	GRUSSWORTE                   Liebe Leserinnen und Leser,
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS   Die Stadtwerke München (SWM) stehen seit vielen Jahren für die aktive Gestaltung
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                der Energiewende. Im Rahmen unserer Ausbauoffensive Erneuerbare Energien
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK     forcieren wir bereits seit 2008 die erneuerbare Energieerzeugung im Strom- wie
   AUF DIE ZELLEN
                                auch im Wärmebereich. Bis 2025 wollen die SWM so viel Ökostrom in eigenen
6	FAZIT
                                Anlagen produzieren, wie ganz München benötigt. Denn nur wenn Strom und Wärme
7    ANHANG
                                regenerativ erzeugt werden, kann die Energiewende gelingen. Um die Dekarboni-
                                sierung auch im Wärmemarkt voran zu treiben, haben die SWM im Jahr 2012 eine
                                Fernwärme-Vision entwickelt: wir wollen den Münchner Bedarf an Fernwärme
                                CO2-neutral decken. Überwiegend wird Ökowärme aus Geothermie gewonnen.

                                Mit der fortschreitenden Elektrifizierung des Wärmesektors und der Mobilität kommen
                                neue Aufgaben auf unsere Stromnetze zu. Wir müssen auch künftig sicherstellen,
                                dass alle Münchnerinnen und Münchner zuverlässig versorgt werden. Mit der Vielzahl
                                an neuen, volatilen und flexiblen Verbrauchern erhöht sich der Koordinationsaufwand.    PROF. DR. FLORIAN BIEBERBACH
                                                                                                                        Vorsitzender der Geschäftsführung der
                                                                                                                        Stadtwerke München GmbH
                                Die SINTEG-Projekte setzen genau hier an. Im „Schaufenster der Energiezukunft“
                                können wir im Austausch mit unseren Partnern an Lösungen für Morgen arbeiten.
                                Im Forschungsprojekt C/sells konnten wir uns intensiv mit Power-To-Heat-Anlagen
                                und deren Platz im zukünftigen Energiesystem befassen. Die Erfahrungen flossen
                                in ein gemeinsames Konzept zur Regelung von Niederspannungsnetzen. Die
                                ­Spiegelung von Ideen, Diskussion im Gesamtprojekt, die Arbeit im Feld und die
                                Ministerdialoge machten C/sells zu einem extrem breit angelegten Projekt. Die
                                Ergebnisse und Erkenntnisse liefern nun den Anstoß für Konsultationen und
                                ­Branchendiskussionen – aus meiner Sicht eine ideale Verbindung von Forschung
                                und Praxis!

                                Der vorliegende Leitfaden stellt eine Auswahl an Demonstrationsprojekten im Solar-
                                bogen Süddeutschland dar. Jedes Projekt steht für sich, dennoch eint sie der Gedanke,
                                die dezentrale Energiewende voranzubringen. Ich wünsche Ihnen viel Freude bei
                                der Lektüre!
03
INFRASTRUKTUR, PARTIZIPATION, C/SELLS - DEMONSTRATIONS-ZELLEN IM REALBETRIEB - FFE MÜNCHEN
1	GRUSSWORTE                   Liebe Bürgerinnen und Bürger,
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS   den Klimawandel auf ein verträgliches Maß zu reduzieren erfordert ein welt­
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                weites Umdenken und Handeln. Eine dekarbonisierte Energieversorgung ist
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK     dabei unverzichtbarer Bestandteil. Die konkrete Umsetzung beginnt vor
   AUF DIE ZELLEN
                                Ort – dezentral und in Bürgerhand. Die Digitalisierung des Energiesystems kann
6	FAZIT
                                hierzu einen wertvollen Beitrag leisten: Nicht nur Erzeugung und Verbrauch
7    ANHANG
                                können optimal gesteuert werden – es entstehen auch neue Möglichkeiten zur
                                Teilnahme und Mitgestaltung für jede und jeden Einzelnen. Als Bürgermeister
                                der Marktgemeinde Altdorf freue ich mich daher, dass unsere Gemeinde mit
                                dem Demonstrationsprojekt „Altdorfer Flexmarkt“ Teil von C/sells ist. Nicht nur
                                wir als Kommune sind mit PV-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden aktiv dabei,
                                auch zahlreiche private Haushalte und Gewerbebetreibende können im Feld-
                                versuch mit ihrer Anlage an der Gestaltung des Energiesystems mitwirken.

                                Als Kommune können wir durch die Teilnahme an innovativen Forschungspro-            SEBASTIAN STANGLMAIER

                                jekten wie C/sells einen Beitrag zur Erprobung zukunftsfähiger Energiekonzepte      Erster Bürgermeister
                                                                                                                    Markt Altdorf
                                leisten. Damit nimmt Altdorf als Vorreiter der Energiewende eine Vorbildrolle für
                                andere Regionen ein. Durch das Projekt können wichtige Erkenntnisse für die
                                Umgestaltung unseres Stromnetzes vor Ort gewonnen werden, zudem wird die
                                Gemeinde durch Informationsveranstaltungen und Bürgerdialoge mit Themen
                                der Energiewende vertrauter gemacht.

                                Danke an die Bürgerinnen und Bürger Altdorfs, die sich bereiterklärt haben, als
                                Pioniere der Energiewende aktiv mitzuwirken!

04
1	GRUSSWORTE
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3   D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7   ANHANG

                               2
                               C/SELLS STELLT
                               SICH VOR
1	GRUSSWORTE                   Das Projekt C/sells hat sich zum Ziel gesetzt, die dezentrale Energiewende mit
2	C/SELLS STELLT SICH VOR      einem intelligenten Energiesystem zu erproben. Drei Eigenschaften zukünftiger
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS   Energienetze bilden die Leitidee von C/sells: Zellularität, Partizipation und Viel-    Regelzonen
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
                                fältigkeit. Als zentrale Prinzipien sind sie die Basis für verschiedene Maßnahmen,     Als Regelzone wird ein geographisch fest-
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                                                                                                       gelegter Verbund von Hoch- bzw. Höchst-
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK     mit denen C/sells die Energiewende voranbringt.
                                                                                                                       spannungsnetzen bezeichnet. Seit 2012 ist
   AUF DIE ZELLEN
                                                                                                                       Deutschland in vier Regelzonen unterteilt,
6	FAZIT                                                                                                               in denen jeweils der Übertragungsnetzbe-
                                                                                                                       treiber für die Netzstabilität in der jewei-
                                ABBILDUNG 2 - 1 DIE DREI LEITPLANKEN VON C/SELLS
7    ANHANG
                                                                                                                       ligen Zone verantwortlich ist. [1]

                                         ZELLULÄR                  PARTIZIPATIV                 VIELFÄLTIG

                                Zellulär: Um alle Potenziale bestmöglich zu nutzen, wird in C/sells ein z­ ellulärer
                                Ansatz verfolgt. Zellen können sowohl bekannte Organisationseinheiten wie z. B.
                                Regelzonen aber auch neuartige Einheiten wie Quartiere oder andere Zusam-
                                menschlüsse von Akteuren sein. Die Zellen sind untereinander vernetzt und
                                integrieren ihre dezentralen Anlagen und Prozesse in das bestehende Ener-
                                giesystem.

                                Partizipativ: Die gesellschaftliche Partizipation wird in C/sells als eine zentrale
                                Voraussetzung für eine erfolgreiche Energiewende gesehen. Erzeuger*innen,
                                Bürger*innen, Unternehmen, staatliche Institutionen und sämtliche weitere
                                Stakeholder können sich daher einbringen und kooperativ Entscheidungen
06                              treffen. Innerhalb einer Zelle wird über deren Funktionsmodus und die Interaktion
1	GRUSSWORTE                   mit anderen Zellen entschieden, womit die Verantwortung für die Organisation
2	C/SELLS STELLT SICH VOR      des Energiesystems breit verteilt ist.
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS                                                                                    Microgrid
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
                                Vielfältig: Durch die große Anzahl unterschiedlicher Akteure am Markt sowie      Microgrids sind kleine, räumlich
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                                                                                                 begrenzte, autarke, intelligente Strom-
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK     die Vielzahl technischer Komponenten, Lösungen und Schnittstellen ist das
                                                                                                                 netze. Sie sind in der Regel an überregio-
   AUF DIE ZELLEN
                                Energiesystem der Zukunft vielfältig. In C/sells zeigt sich dies zum Beispiel    nale Netze bzw. Smart Grids gekoppelt,
6	FAZIT                                                                                                         können die Verbindung zu diesen jedoch
                                durch die Vielfalt der Demonstrationszellen, die als Quartiere, Liegenschaften
7    ANHANG                                                                                                      jederzeit unterbrechen. [2]
                                oder auch Microgrids organisiert sind. Durch die Vielfalt wird das System
                                ­komplexer, jedoch auch innovativer.

                                Stimmen über C/sells                                                             Der „Hausmeister“ der Zelle kennt seine
                                                                                                                 Zelle am besten und hat die dortigen Akti-
                                          „Energie kommunal gedacht muss auch                                    vitäten von Projektbeginn an begleitet.

                                          kleinste Anlagen mit ins Boot holen — das
                                          versuchen wir.“
                                          — Hausmeister, Demozelle Arzberg

                                          „Die in C/sells und dem spezifischen
                                          Projekt adressierten Fragestellungen und
                                          Erkenntnisse fließen direkt in die Lehre
                                          ein und erreichen so die Ingenieure von
                                          morgen.“
                                          — Hausmeister, Demozelle Offenburg

                                          „Einzelne Ergebnisse spielen eine
                                          untergeordnete Rolle. Jedoch bilden viele
                                          kleine Einzelergebnisse das Gesamtbild,
                                          welches wir für die Energiewende
                                          brauchen.“
                                          — Hausmeister, Demozelle Dillenburg

07
1	GRUSSWORTE                             „Wir haben die technische Machbarkeit
2	C/SELLS STELLT SICH VOR                einer dezentralen Stromversorgung
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS             gezeigt. Nun ist es an der Politik, den
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                          rechtlich-regulatorischen Rahmen zu
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK               schaffen für die massenfähige
   AUF DIE ZELLEN
                                          Umsetzung.“
6	FAZIT                                  — Hausmeister, Demozelle München
7    ANHANG

                                C/sells in Zahlen
                                  3 Bundesländer: Bayern, Baden-Württemberg und Hessen bieten als „Solar-
                                • 
                                   bogen Deutschlands“ die idealen Voraussetzungen, um das Energiesystem
                                   der Zukunft zu erproben.

                                  35 Demonstrationszellen: In Demonstrationszellen unterschiedlicher Größe
                                • 
                                   werden in regionalen Einheiten individuelle Ansätze erprobt und in Pilot­
                                   projekten demonstriert. Die Zellen können autonom oder in Interaktion mit
                                   dem Stromnetz sowie anderen Zellen agieren.

                                  9 Partizipationszellen: In den Partizipationszellen liegt der Fokus auf der
                                • 
                                   Beteiligung verschiedener Akteure an der Energiewende, wie beispielsweise
                                   Bürger*innen, Unternehmen und Institutionen. Die Akteure sollen gestalten
                                   und Verantwortung übernehmen. Dies soll auch zur gesellschaftlichen
                                   Akzeptanz des Transformationsprozesses der Energiewende beitragen.

                                  42 Partner: Das Konsortium setzt sich aus Forschung, Industrie, Wirtschaft,
                                • 
                                   dem kommunalen Umfeld sowie 15 weiteren assoziierten Partnern zusammen.

                                  4 Jahre: C/sells startete im Jahr 2017. 2020 geht das Projekt zu Ende, die
                                • 
                                   Erkenntnisse und Ideen werden weit über die Projektlaufzeit hinaus
                                   Früchte tragen.

08
1	GRUSSWORTE                   ABBILDUNG 2 - 2    – DIE VERORTUNG DER ZELLEN IM SOLARBOGEN SÜDDEUTSCHLAND
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3    D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
                                                                                                                                       PARTIZIPATIONSZELLE
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK                                                                                                            DEMONSTRATIONSZELLE
   AUF DIE ZELLEN
                                                                                                                                       PARTIZIPATIONS- UND
6	FAZIT                                                                                                                               DEMONSTRATIONSZELLE
7    ANHANG
                                                                                                                                       ANZAHL DER DEMONS TRATOREN
                                                                                                                                       (BEI MEHREREN JE ZELLE)

                                                                         IN SÜDDEUTSCHLAND NIMMT
                                                                         DIE ENERGIEWENDE FORM AN.

                                                                                Kassel

                                           Dillenburg
                                                         2            Stausebach

                                                                                                         Arzberg

                                                                     Fürth (Odenwald)

                                             Mannheim
                                                                 4   Leimen
                                             Waghäusel                                 Schwäbisch Hall             Cham

                                                             3               Heilbronn
                                             Karlsruhe
                                                                         2     Fellbach
                                                             Stuttgart
                                                                                                                    Altdorf
                                                    Offenburg                Ulm
                                                                                   3
                                                         LK Ortenau                       Senden             München
                                                                              Hohentengen
                                                                                                                   LK Ebersberg
                                                    Allensbach
                                           Murg                              Konstanz

                                                                                                                                  Bildquelle: Smart Grids-Plattform
                                                                                                                                  Baden-Württemberg e.V.
09
10
1	GRUSSWORTE
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3	DEMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	
    A NGEBOT UND ABRUF VON FLE-
    XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
    GUNG DES LOKALEN STATUS IM
    VERTEILNETZ
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-
    CHERHEIZUNGEN MITTELS
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
    NETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-

                                      3
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                      DEMO-ZELLEN IN
                                      C/SELLS
1	GRUSSWORTE                         Aus der Vielzahl an Demonstrations- und Partizipationszellen in C/sells wird im
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            Folgenden eine Auswahl vorgestellt. Die jeweiligen „Hausmeister“ der Zellen
3	DEMO-ZELLEN IN C/SELLS             haben dafür Steckbriefe befüllt und dabei die charakterisierenden Merkmale         iMSys (Intelligente Messsysteme)
3.1	
    A NGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      der Zellen, das Vorgehen im Projekt sowie wesentliche Hürden und Erkenntnisse      iMSys setzen sich aus einer modernen
    XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
    GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                           Messeinrichtung (digitaler Zähler) und
                                      der Projektarbeit aufgezeigt.
    VERTEILNETZ                                                                                                          einem Smart Meter Gateway (Kommuni-
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-                                                                                          kationseinheit) zusammen. Oft werden sie
    CHERHEIZUNGEN MITTELS             In den Demonstrationszellen werden verschiedene neue Technologien und              auch Smart Meter genannt. Mehr zum
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                            Thema iMSys ist in „Smart Meter -
                                      Konzepte entwickelt und erprobt. Diese machen ersichtlich, wie vielfältig die
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                            Umfeld, Technik, Mehrwert“ [3] zu lesen.
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE      Energiewende gedacht werden muss: Im Rahmen von Quartiersprojekten ­werden
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
    NETZ DER ZUKUNFT                  Ansätze zur Abstimmung von der (EE-) Erzeugung und dem Verbrauch in lokal
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-      begrenzten Netzgebieten untersucht und erprobt. Zellen, in welchen die
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                      ­iMSys-Infrastruktur eingesetzt wird, testeten das Messen und Schalten über
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-       die standardisierte Infrastruktur, wobei wichtige Erkenntnisse für die Digitali-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-       sierung des Energiesystems gewonnen werden. Der Einsatz von Flexibilität wird
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                      in einigen Demo-Zellen hinsichtlich ihres netzdienlichen Zweckes getestet. Im
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE   Bereich der Wärmekonzepte spielt dabei insbesondere die elektrische Wärme-
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?                            bereitstellung als flexibler Stromverbraucher eine große Rolle.
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH                        Die in Abbildung 3-1 verorteten Zellen werden im Folgenden vorgestellt.
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

12
1	GRUSSWORTE                         ABBILDUNG 3- 1    – VERORTUNG DER IM LEITFADEN VORGESTELLTEN ZELLEN AUS C/SELLS
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
3	DEMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	
    A NGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                                                                                                  PARTIZIPATIONSZELLE
    XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
    GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                    DEMONSTRATIONSZELLE
    VERTEILNETZ                                                         Kassel
                                                                                                                  PARTIZIPATIONS- UND
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-
                                                                                                                  DEMONSTRATIONSZELLE
    CHERHEIZUNGEN MITTELS
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR              Dillenburg
                                                        2
                                                                                                              2   ANZAHL DER DEMONS TRATOREN
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                     Stausebach                                      PRO ZELLE
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
    NETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                                                                         Arzberg
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
                                                                                                   Altdorf
    BAUEN                                           Offenburg
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT                                 LK Ortenau                          München
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                                                                             Bildquelle: Smart Grids-Plattform
                                                                                                             Baden-Württemberg e.V.

13
1	GRUSSWORTE                         Die Charakteristiken der Zellen haben folgende
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            Bedeutungen
3	DEMO-ZELLEN IN C/SELLS                                                                          ELEKTROSPEICHERHEIZUNG
3.1	
    A NGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      ZELLKATEGORIEN                                               In einer Elektrospeicherheizung, auch
    XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
    GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                     Nachtspeicherheizung, wird nachts oder
    VERTEILNETZ                                                                                    zu anderen Schwachlast-Zeiten ein Wär-
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-
                                             WÄRMEKONZEPT               QUARTIERSLÖSUNG            mespeicher elektrisch aufgeheizt, sodass
    CHERHEIZUNGEN MITTELS                                                                          die Wärme zu anderen Zeiten genutzt
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                      werden kann. [4]
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE             iMSys-ERPROBUNG            FLEXIBILITÄTSKONZEPTE      SPANNUNGSPROBLEME
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
                                                                                                   Durch die zunehmende Einspeisung von
    NETZ DER ZUKUNFT
                                                                                                   dezentral erzeugter Energie ins Verteil-
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
                                                                                                   netz, z. B. durch PV-Anlagen, kommt es
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT                                                                      zu einer Anhebung der Spannung. Je
                                      ZELLTYPEN                                                    nach Einspeiseleistung kann diese Anhe-
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-                                                                    bung problematisch sein und zu einer
    MIERT                                                                                          Verletzung der zulässigen Spannungs-
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                             DEMONSTRATIONSZELLE        PARTIZIPATIONSZELLE        werte ­führen. [5]
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH                        ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGESETZT WURDEN
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                  ELEKTROSPEICHERHEI-        INTELLIGENTES MESSSYSTEM
    BAUEN                                    ZUNG

4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK                  BATTERIESPEICHER           WARMWASSERTANK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG
                                             PHOTOVOLTAIKANLAGE         WINDENERGIEANLAGE
                                             (PV)

                                             STEUERBARER VERBRAU-       BLOCKHEIZKRAFTWERK
                                             CHER, WIE Z. B. WÄRME-
                                             PUMPEN, ELEKTROAUTOS

14
1	GRUSSWORTE                         3.1 ANGEBOT UND ABRUF VON
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
                                      FLEXI­B ILITÄT UNTER BERÜCKSICHTIGUNG
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      DES LOKALEN STATUS IM VERTEILNETZ                                                   VERTEILNETZ
                                                                                                                          Das Elektrizitätsversorgungssystem in
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICH-
     TIGUNG DES LOKALEN STATUS                                                                                            Deutschland ist in vier Spannungsstufen
                                      Im Testzentrum Arzberg, einer Demonstrationszelle im Projekt C/sells, wird
     IM VERTEILNETZ                                                                                                       unterteilt, die untereinander durch Trans-
                                      untersucht, inwiefern ein verteiltes Speichersystem Spannungsprobleme, die          formatoren gekoppelt sind. Die Hoch-,
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-
    CHERHEIZUNGEN MITTELS             durch den Zubau von PV-Anlagen entstehen, korrigieren kann. Dabei soll              Mittel- und Niederspannungsebenen wer-
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                             den zusammengefasst als Verteilnetz
                                      ­analysiert werden, ob der weitere Zubau von PV-Anlagen möglich ist, ohne dass
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                             bezeichnet, die Höchstspannungsebene
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE      die Notwendigkeit für den Ausbau des Netzes entsteht. Der Betrieb der ­verteilten   bildet das Übertragungsnetz. [6]
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
    NETZ DER ZUKUNFT                  Speicher ermöglicht darüber hinaus dem Netzbetreiber freie Kapazitäten als
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-      Flexibilität zu nutzen oder diese am Markt anzubieten.
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-       PROJEKTORT                  ZELLKATEGORIE                                                ZELLTYP
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                                  ARZBERG
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                                       ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGEBUNDEN WURDEN
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                CHRISTOPH STEGNER DES BAYERISCHEN ZENTRUMS FÜR ANGEWANDTE
                                                ­E NERGIEFORSCHUNG E.V.
                                                Christoph.Stegner@zae-bayern.de

15
1	GRUSSWORTE                         Was wird hier erprobt?
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Die Bereitstellung von Flexibilität durch einen Redox-Flow-Quartierspeicher
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        • 
                                        Die Nutzung des Infrastruktur-Informationssystems (IIS)                           QUARTIERSPEICHER
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                        Die Koordination von Quartierspeichern und PV-Anlagen im Niederspan-
                                      • 	                                                                                 Ein Quartierspeicher ist ein großer dezen-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICH-
     TIGUNG DES LOKALEN STATUS                                                                                            traler Batteriespeicher, der Teil eines
                                         nungsnetz
     IM VERTEILNETZ                                                                                                       regional abgegrenzten Netzgebietes
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-                                                                                           (Quartiers) ist. Er ist auf der Niederspan-
    CHERHEIZUNGEN MITTELS                                                                                                 nungsebene direkt ans Stromnetz ange-
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                             schlossen und wird — im Gegensatz zu
                                      DER PROJEKTVERLAUF
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                             einem Hausspeicher, der lediglich einem
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE                                                                                          einzelnen Haushalt zur Verfügung steht —
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-                                                                                         vom gesamten Netzgebiet genutzt. [7]
    NETZ DER ZUKUNFT
                                                                                      Entwicklung
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-                     Aufbereitung
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES                                        Erweiterung     von Algorith-
                                                   und Auswertung                                         Durchführung    INFRASTRUKTUR-INFORMATIONSSYSTEM
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT                                        der Speicher­   men & Imple-
                                                     vorhandener                                         von Testreihen   (IIS)
                                                                      steuerung       mentierung
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-                         Daten
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-                                                         des IIS                           Beim IIS handelt es sich um eine Platt-
    MIERT                                                                                                                 form, über die der Zugang zu Daten und
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                                                                                                          die Echtzeitsteuerung von Flexibilität
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE                                                                                       über iMSys möglich ist. Es dient als intel-
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-                                                                                          ligente Datenbank und Datendrehscheibe
      BER?                                         2016                                                          2020     und nimmt damit eine zentrale Vermitt-
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-                                                                                             lerrolle ein. Das IIS wurde im Rahmen
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN                                                                                               von C/sells entwickelt. [8]
    STAUSEBACH
                                                                                             Bürgerinforma-
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-                                                              tionsabend am
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
                                                                                                  Testzentrum
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

16
1	GRUSSWORTE                         Ein Blick in die Zukunft
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            „Wir waren dann unter den ersten, die sich die Vorgänge im Kontext der Ener-
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        giewende auf der untersten Netzebene in dieser Detailschärfe angesehen            REDOX-FLOW-BATTERIE
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      haben – zahlreiche anschließende Projekte folgten.“                               Redox-Flow-Batterien eignen sich gut als
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICH-
     TIGUNG DES LOKALEN STATUS                                                                                          stationäre Speichersysteme zur Zwischen-
     IM VERTEILNETZ                                                                                                     speicherung von fluktuierenden erneuer-
3.2	
    F LEXIBILISIERUNG VON SPEI-
                                      Die größte Baustelle im Projekt                                                   baren Stromquellen. Das Speichermedium
    CHERHEIZUNGEN MITTELS             Während des Projektes kam es zu Leckagen in einzelnen Stacks des Redox-           ist im Gegensatz zu anderen Batteriesyste-
    SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                           men in Tanks gelagert. In der verbreitets-
                                      Flow-Speichers. Diese konnten teilweise leider nur in einen Bypass geschaltet
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                           ten Variante, der ­Vanadium-Flow-Batterie,
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE      werden, was den Leistungsumfang der Speicher einschränkte.                        handelt es sich beim Speichermedium um
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-                                                                                       Vanadium-Ionen. [9]
    NETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-      Zentrale Erkenntnisse
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                      • 
                                        Datenaufbereitung ist zeitintensiv. Hier konnten aber wertvolle Werkzeuge für
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-          die zeitliche Synchronisierung verschiedener Zeitreihen entwickelt werden.
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-       • 
                                        Die für Niederspannungsnetze typische Dynamik ist durch elektrochemische
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                         Speicher gut einfangbar.
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-                   „Quartierspeicher und elektrische
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH                                  Speicher generell benötigen zur
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-                Verbesserung ihrer Wirtschaftlichkeit die
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                     Möglichkeit, mehrere Strategien und                                     Abbildung 3-2 – Das Testzentrum Arz-
    BAUEN                                       business cases gleichzeitig zu bedienen.“                               berg aus der Vogelperspektive
4	ERKENNTNISSE NACH VIER                       — Hausmeister, Demozelle Arzberg
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

17
1	GRUSSWORTE                         3.2 FLEXIBILISIERUNG VON POWER-
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
                                      TO-HEAT-ANLAGEN UND KONZEPT FÜR
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      EINE OPTIMIERUNG AUF GEBÄUDEEBENE
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM       In dem Projekt „Intelligente Wärme München“ erforschen die Stadtwerke M
                                                                                                            ­ ünchen
     VERTEILNETZ
                                      zusammen mit der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. die Lastver-
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS            schiebung elektrischer Heiz- und Kühlsysteme. Darüber hinaus wird im Projekt
     SMART-METER-INFRASTRUK-
     TUR                              ein Ansatz zur vollumfänglichen und integrativen Regelung von flexiblen Ver-
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN         brauchern, Elektrofahrzeugen und regenerativen Erzeugern entwickelt.
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
    NETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-       PROJEKTORT                 ZELLKATEGORIE                                         ZELLTYP
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?                                      MÜNCHEN
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS                                   ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGEBUNDEN WURDEN
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                ANDREAS WEIGAND DER STADTWERKE MÜNCHEN
                                                Weigand.Andreas@swm.de

18
1	GRUSSWORTE                         Was wird hier erprobt?
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Dynamische Anpassung der Beladung thermischer Speicher an das Angebot
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS           von EE Strom, um deren Integration aktiv zu fördern
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
                                        Steuerung über die iMSys-Infrastruktur: entlang der kompletten Prozesskette
                                      • 
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM          von der Optimierung bis zur Anlage
     VERTEILNETZ
                                        Konzept „Digitaler Netzanschluss“: Lastregelung eines Gebäudes und Unter-
                                      • 
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS               suchung nachgelagerter Prognose- und Bilanzierungsprozesse
     SMART-METER-INFRASTRUK-
     TUR
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-     DER PROJEKTVERLAUF
    NETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES                          Entwicklung einer Steuerung für          Realisierung von Schalthandlungen              Proof-of-Concept
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                                    Speicherheizungen und Wärmepumpen           mittels Smart-Meter-Infrastruktur           „Digitaler Netzschluss“
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
                                                   2016                                                                                                               2020
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-                    Infos in Print- und Social-Media-Beiträ-     Informationsveranstaltungen für     Servicetelefon für den Störungsfall zur
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS                      gen sowie bei zielgruppenspezifischen      Bewohner über Projektumfang, nutzen     gezielten Entstörung von Anlagen
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
                                                               Veranstaltungen                             und Kosten                   durch ein mehrstufiges Konzept
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
                                      Ein Blick in die Zukunf
7     ANHANG                          „Zur Umsetzung des dezentralen Energiesystems haben wir in C/sells die Grund-
                                      lage gelegt, weil technische Machbarkeit und Entwicklungsfelder identifiziert
                                      und Lösungsmodelle entwickelt wurden.“

                                      Die größte Baustelle im Projekt
                                      • 
                                        Technische Anbindung via iMSys wegen der Grundlagenentwicklung — gelöst
19                                       durch gute Konzeption, Teamarbeit und Beharrlichkeit
1	GRUSSWORTE                         • 
                                        Akquiseprozess und Partizipation – gelöst durch zielgruppenspezifische
2	C/SELLS STELLT SICH VOR               Ansprache, offene Kommunikation und Präsenz „Vor Ort“
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        • 
                                        Thematischer Umfang des Projekts „Vom Keller zum Minister“. Das Projekt           WÄRMEPUMPE
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                         war sowohl technisch als auch vom Projektmanagement her sehr anspruchs-          Bei einer Wärmepumpe bzw. Wärmepum-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                           penheizung wird Kältemittel durch
                                         voll, weil interdisziplinär — gelöst durch gezielte Einbindung der Stakeholder
     VERTEILNETZ                                                                                                          Umweltwärme verdampft. Mithilfe eines
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-                                                                                           Kompressors und eines sogenannten Ver-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS            Zentrale Erkenntnisse                                                               flüssigers kondensiert das erhitzte Kälte-
     SMART-METER-INFRASTRUK-                                                                                              mittel und gibt seine Wärme an das Heiz-
     TUR                              • 
                                        Das Potenzial zum Verschieben der Lasten von Elektrospeicherheizungen
                                                                                                                          medium Wasser ab, welches wiederum
3.3	
    N ETZ UND MARKT VERBÜNDEN            ist vorhanden und kann den Wärmekomfort von Kunden verbessern. Allerdings        die Heizkörper erhitzt. [10]
    SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE
    FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-        sind die Kosten zur Erschließung des Potenzials hoch, da umfangreiche
    NETZ DER ZUKUNFT                     Anpassungen erforderlich werden.
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
                                      • 
                                        Über eine relaisbasierte Ansteuerung von Wärmepumpen wird kaum Flexi-
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT            bilitätspotenzial zu heben sein, weshalb die Anbindung komplett neu gedacht
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-          werden muss.
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT                               Das Gebäude des Anschlussnehmers — mit seinen Erzeugungsanlagen,
                                      • 
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R                                  flexiblen Verbrauchern, E-Fahrzeugen und Speichern — rückt im dezentralen
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-         Energiesystem weiter in den Fokus. Das bedingt neue Denkmodelle und
      BER?
                                         weitere Anpassung als die bloße Gerätedefinition.
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS                  „Der Strom fließt jetzt auch tagsüber,
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                     wenn zum Beispiel viele Photovoltaik-
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
                                                Anlagen laufen. Die Energie wird nicht
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT                        mehr nur in der Nacht gepuffert und wir
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK                     können die Wärme länger abrufen. Wir
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
                                                haben jetzt die gleiche Wärme wie bei
7     ANHANG                                    einer Zentralheizung. Das Wohnklima hat
                                                sich für uns verbessert, wir sind sehr
                                                zufrieden.“
                                                — Uwe Kerscher, Projektteilnehmer

20
1	GRUSSWORTE                         3.3 NETZ UND MARKT VERBÜNDEN SICH
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
                                      IN ALTDORF – DEZENTRALE FLEXIBILITÄT
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      FÜR DAS VERTEILNETZ DER ZUKUNFT
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM       Im Markt Altdorf in Niederbayern wird die Zukunft des Energiesystems erprobt:
     VERTEILNETZ
                                      die Forschungsstelle für Energiewirtschaft aus München setzt hier ­gemeinsam
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS            mit dem Verteilnetzbetreiber Bayernwerk einen lokalen Flexibilitätsmarkt
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR
                                      um — mit der aktiven Mitwirkung der Bürgerinnen und Bürger!
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN
     SICH IN ALTDORF – DEZENT-
     RALE FLEXIBILITÄT FÜR DAS
     VERTEILNETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-       PROJEKTORT                 ZELLKATEGORIE                                        ZELLTYP
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?                                      ALTDORF
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                                      ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGEBUNDEN WURDEN
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                SIMON KÖPPL DER FORSCHUNGSSTELLE FÜR ENERGIEWIRTSCHAFT IN MÜNCHEN
                                                SKoeppl@ffe.de

21
1	GRUSSWORTE                         Was wird hier erprobt?
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Ansteuerbare Verbraucher und Erzeuger, sogenannte Flex-Optionen, werden
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS           mit iMSys ausgestattet.                                                                          ENGPASSMANAGEMENT
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                        Die Flex-Optionen werden an eine Plattform angebunden: den Altdorfer
                                      • 	                                                                                                 Unter Engpassmanagement versteht
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                                           man die Gesamtheit von Maßnahmen, die
                                         Flexmarkt.
     VERTEILNETZ                                                                                                                          einem Netzbetreiber zur Verfügung stehen,
                                        Netzbetreiber können über den Altdorfer Flex-Markt eine Nachfrage an
                                      • 	                                                                                                 um Leitungsüberlastungen durch Netzeng­
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS               ­Flexibilität einstellen und diese für das Engpassmanagement im Verteilnetz                      pässe in seinem Netz zu vermeiden. [11]
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR
                                         einsetzen.
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN
     SICH IN ALTDORF – DEZENT-
     RALE FLEXIBILITÄT FÜR DAS
     VERTEILNETZ DER ZUKUNFT
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-      DER PROJEKTVERLAUF
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-                       Erarbeitung eines Konzepts zum Einsatz
                                                                                                   Einbau der iMSys und Steuerboxen bei       Evaluation der iMSys-Infrastruktur und
    MIERT                                             dezentraler Flexibilität für das Engpass-
                                                                                                         Feldversuchteilnehmern                         FlexPlattform ALF
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R                                                   management der Netzbetrieber
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
                                                  2016                                                                                                                        2020
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER                                  Teilnehmergewinnung durch
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT                                                                          Erweiterte Teilnehmergewinnung durch
                                                       ­Informationsbereitstellung u.a. beim                                                   Kick-Off des Feldversuchs im Rathaus
                                                                                                    Anschreiben teschnich geeigneter
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK                              Marktfest, Plakate, Zeitschriften­                                                        Altdorf inkl. Ministerbesuch
   AUF DIE ZELLEN                                                                                              Haushalte
                                                               beiträge, Bürgerdialog
6	FAZIT
7     ANHANG

                                      Ein Blick in die Zukunft
                                      „FlexPlattformen wie ALF werden ein Werkzeug der Netzbetreiber sein, um die
                                      vorhandene Netzinfrastruktur bestmöglich zu nutzen. Flexumer jeglicher Größe
22                                    werden ein integraler Bestandteil eines dezentralen Energiesystems sein.“
1	GRUSSWORTE                         Die größte Baustelle im Projekt
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Die Identifikation technisch geeigneter Proband*innen: technische Anfor-
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS           derungen zur Teilnahme am Feldversuch können beim Großteil der durch             FLEXUMER
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                         Öffentlichkeitsarbeit gewonnenen Interessenten nicht erfüllen werden. Um         In der Rolle des Flexumers können Ver-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                           braucher, Erzeuger oder „Prosumer“
                                         die gewünschte Anzahl der Feldversuchsteilnehmer*innen zu erreichen,
     VERTEILNETZ                                                                                                          (siehe S. 28) – sowohl auf Erzeugungs-
                                         erfolgte mithilfe des Netzbetreibers und Projektpartners Bayernwerk ein          als auch auf Nachfrageseite – Flexibilität
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS               großflächiges Anschreiben technisch geeigneter Anlagen, u.a. mit vorhan-         bereitstellen und so aktiv am Energiesys-
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                            tem teilnehmen. Die Flexibilität kann
                                         dener Rundfunksteuerung.
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                             dann z. B. von Netzbetreibern für netz-
     SICH IN ALTDORF – DEZENT-          Der Einbau der Mess- und Steuerungsgeräte: der offizielle Rollout von iMSys
                                      • 	                                                                                 und systemdienliche Zwecke eingesetzt
     RALE FLEXIBILITÄT FÜR DAS                                                                                            werden. Mehr zum Flexumer ist in [12]
     VERTEILNETZ DER ZUKUNFT             ist erst im letzten Projektjahr angelaufen. Daher gibt es noch wenig Erfahrung
                                                                                                                          zu lesen.
3.4	
    R OLLOUT INTELLIGENTER MESS-         mit der Funktionalität der Geräte sowie den notwendigen Prozessen für die
    SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
    ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                         Messdatenerhebung und Übermittlung von Schaltsignalen.                           STEUERBOX

3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
                                                                                                                          Sollten die Anlagen nicht direkt mit dem
                                                                                                                          SMGW kommunizieren können, ist ein
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
                                      Zentrale Erkenntnisse                                                               zusätzliches Bauteil, die Steuerbox, not-
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                      ALF im Realbetrieb hat uns gezeigt, dass dezentrale Flexibilität netzdienlich       wendig. Sie gewährleistet die Kompatibi-
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE   genutzt werden kann, die Umsetzung nicht nur eine technischprozessuale              lität der digitalen Infrastruktur mit
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-                                                                                          Bestandsanlagen. In [13] wird die Steuer-
      BER?                            Herausforderung ist, sondern einen ganzheitlichen Ansatz (z. B. Regulatorik &
                                                                                                                          box genau beschrieben.
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-         Partizipation) erfordert.
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-      Zentrale Erkenntnisse
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT           ALF im Realbetrieb hat uns gezeigt, dass dezentrale Flexibilität netzdienlich
    BAUEN                             genutzt werden kann, die Umsetzung nicht nur eine technisch-prozessuale
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
                                      Herausforderung ist, sondern einen ganzheitlichen Ansatz (z. B. Regulatorik &
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK           Partizipation) erfordert.
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG
                                                „Der absolute Großteil der erneuerbaren
                                                                                                                          Abbildung 3–3 — Es funktioniert — das
                                                Energien wird im Verteilnetz                                              Schalten über die iMSys-Infrastruktur,
                                                angeschlossen. Daher ist es notwendig,                                    hier beim Ministerbesuch von Hubert
                                                die Infrastruktur und die Prozesse fit                                    Aiwanger in Altdorf

                                                zu machen für die Energiewende – z. B.
                                                mit ALF!“
23                                              — Hausmeister, Demozelle Altdorf
1	GRUSSWORTE                         3.4 ROLLOUT INTELLIGENTER MESS­
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
                                      SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES ENERGIE-
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      NETZES DER ZUKUNFT
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM       In Lahr, einer Demonstrationszelle im Süd-Westen Baden-Württembergs, ­werden
     VERTEILNETZ
                                      durch die Elektrizitätswerke Mittelbaden intelligente Messsysteme (iMSys) auf
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS            Herz und Nieren erprobt. Dabei steht die Etablierung und die Stabilisierung von
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR
                                      Prozessen im Vordergrund, mit dem Ziel, die Mess- und ­Steuerungsinfrastruktur
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE     in ein massentaugliches System zu überführen.
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
     NETZ DER ZUKUNFT
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER
     MESSSYSTEME ALS GRUND-
     LAGE DES ENERGIENETZES DER
     ZUKUNFT
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-       PROJEKTORT                 ZELLKATEGORIE                                          ZELLTYP
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
    MIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?                            LAHR

3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS                                   ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGEBUNDEN WURDEN
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                CHRISTIAN STANGE DER E-WERKE MITTELBADEN IN LAHR
                                                stange.christian@e-werk-mittelbaden.de

24
1	GRUSSWORTE                         Was wird hier erprobt?
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Testen des Betriebs von iMSys, deren Evaluation sowie der relevanten ­Prozesse
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        • 
                                        Test und Analyse unterschiedlicher Datenkommunikationsmedien: Neben                       DATENKOMMUNIKATIONSMEDIEN
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                          der Kommunikation über LTE wird im Rahmen eines Powerline-Pilots eine                   Zur Kommunikation relevanter Daten
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                                   existieren verschiedene Medien bzw.
                                          alternative Kommunikation in einem Neu- und Altbaugebiet getestet.
     VERTEILNETZ                                                                                                                  Technologien. Das sind zum einen draht-
                                        Empfang und Verarbeitung von Netzzustandsdaten, um den Einsatz für eine
                                      • 	                                                                                         gebundene Technologien wie z. B. DSL
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS                Verteilnetzoptimierung zu evaluieren                                                    oder Glasfaser und zum anderen draht-
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                                    lose Technologien wie beispielsweise LTE.
                                        Einbau von Steuerboxen, um die Steuerung von steuerbaren Verbrauchsein-
                                      • 
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                                     Darüber hinaus gibt es die Powerline
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE         richtungen und Erzeugungsanlagen zu testen                                              Communication Technologie, kurz Power-
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-                                                                                                line, die die vorhandenen Energieverteil-
     NETZ DER ZUKUNFT                 • 
                                        Umsetzung hochvariabler Tarifmodelle
                                                                                                                                  netze zur Datenübertragung nutzt. [14], [15]
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER
     MESSSYSTEME ALS GRUND-
                                                                                                                                  NETZZUSTANDSDATEN
     LAGE DES ENERGIENETZES DER
     ZUKUNFT                                                                                                                      Anhand von Daten wie z. B. Spannungs-
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-                                                                                                   und Stromwerten sowie Phasenwinkel
                                      DER PROJEKTVERLAUF
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-                                                                                                   werden Aussagen über den Zustand der
    MIERT                                                                                                                         Netze getroffen. [16]
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-                                    Einbau zerti-
                                                                                                                     Einbau
      BER?                                          Einbau nicht    fierter sowie     Einbau         Test der
                                                                                                                   zertifierter
                                                     zertifierter   nicht zerti-    zertifierter    Steuerbox
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-                                                                                       iMSys bei
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN                           iMSys im      fierter iMSys    iMSys bei     und von vari-
                                                                                                                   freiwiligen
    STAUSEBACH                                         Labor         in einigen     Mitarbeitern   ablen Tarifen
                                                                                                                     Kunden
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-                                     Stationen
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
                                                   2016                                                                 2020
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

25
1	GRUSSWORTE                         Ein Blick in die Zukunft
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            „Wir schaffen mit dem Rollout intelligenter Messsysteme eine Plattform für die
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        Gestaltung des Energienetzes der Zukunft. Auf Basis dieser Infrastruktur können
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
                                      Mehrwerte für den Messstellen- und Netzbetrieb sowie für die Kunden ­geschaffen
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM       werden.“
     VERTEILNETZ
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS            Die größte Baustelle im Projekt
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR
                                      Das Thema „iMSys“ ist komplett neu: neue Zähler, neue Zusatzkomponenten,
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE     neue Softwaresysteme, neue Dienstleister, neue Prozesse. Alle Komponenten
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
     NETZ DER ZUKUNFT                 miteinander kombiniert zum Laufen zu bringen, war eine Herausforderung.
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER
     MESSSYSTEME ALS GRUND-
     LAGE DES ENERGIENETZES DER
     ZUKUNFT                                     "Aus den Projektschritten konnten
3.5	
    F LEXIBILITÄT DURCH MICROG-
    RIDS – VORAUSSCHAUEND OPTI-
                                                 wichtige Erkenntnisse über Technik und
    MIERT                                        Prozesse erlangt werden, die für den
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R                                          anstehenden Rollout intelligenter
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-                 Messsysteme sehr hilfreich sein werden."
      BER?                                       — Hausmeister, Demozelle Lahr
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

26
1	GRUSSWORTE                         3.5 FLEXIBILITÄT DURCH MICROGRIDS —
2	C/SELLS STELLT SICH VOR
                                      VORAUSSCHAUEND OPTIMIERT
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS                                                                                          REGELLEISTUNG
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      In der Demonstrationszelle in Offenburg wird am dortigen Campus der ­Hochschule   Mithilfe von Regelleistung werden kurz-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                         fristige Schwankungen in der Stromnetz-
                                      untersucht, wie ein Microgrid Regelleistung für übergeordnete Zellebenen
     VERTEILNETZ                                                                                                        frequenz ausgeglichen. Dies kann sowohl
                                      bereitstellen kann und gleichzeitig den eigenen Betrieb optimiert.                durch die Einspeisung (positive Regelleis-
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS                                                                                              tung) sowie die Entnahme von Strom
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                          (negative Regelleistung) erfolgen. Die
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                           Regelleistung dient also als Reserve um
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE                                                                                       einen Zusammenbruch des Netzes zu
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-                                                                                      vermeiden. [17]
     NETZ DER ZUKUNFT
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER MESS-
     SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
     ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	FLEXIBILITÄT DURCH MICROG-
     RIDS – VORAUSSCHAUEND            PROJEKTORT                   ZELLKATEGORIE                                             ZELLTYP
     OPTIMIERT
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
                                      OFFENBURG
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT                                        ANLAGEN UND GERÄTE DIE EINGEBUNDEN WURDEN
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

                                                  PROF. DR. MICHAEL SCHMIDT VON DER HOCHSCHULE OFFENBURG
                                                  schmidt@hs-offenburg.de

27
1	GRUSSWORTE                         Was wird hier erprobt?
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            • 
                                        Bereitstellung von Flexibilität in Form von Regelleistung durch Microgrids
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS           bzw. Prosumer auf unterster Zellebene für höhere Zellebenen                                PROSUMER
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                      • 
                                        Angebot, Abruf und Vermarktung der Flexibilität in Kooperation mit einem                    Der Begriff Prosumer setzt sich aus Pro-
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM                                                                                                     ducer und Consumer zusammen. Er
                                         Aggregator
     VERTEILNETZ                                                                                                                    bezeichnet Letztverbraucher, wie private
                                        Bereitstellung durch einen Mix von internen Anlagen – optimiert durch
                                      • 	                                                                                           Haushalte oder Gewerbetreibende, die
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS               ­vorausschauende Algorithmen, die lokal oder bei einem externen ­Dienstleister             nicht nur Energie verbrauchen (Consu-
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                                      mer), sondern durch installierte dezent-
                                         laufen
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                                       rale Anlagen auch selbständig elektrische
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE                                                                                                   Energie erzeugen (Producer). Die erzeugte
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-                                                                                                  Energie können sie selbst verbrauchen
     NETZ DER ZUKUNFT                 DER PROJEKTVERLAUF
                                                                                                                                    oder ins Stromnetz einspeisen. [18]
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER MESS-
     SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
                                                        Entwicklung von                                                             AGGREGATOR
     ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
                                                        ­Algorithmen für­                 Kopplung von
3.5	FLEXIBILITÄT DURCH MICROG-                                                       benachbarten Zellen
                                                                                                                                    Aggregatoren bündeln (kleinteilige)
                                                   ­optimierte Fahrpläne und
     RIDS – VORAUSSCHAUEND                                                            über den Austausch                            dezentrale Erzeugungs- und Verbrauchs-
                                                      die Bereitstellung von
     OPTIMIERT                                                                        fiktiver Preissignale                         anlagen und vermarkten ihre erzeugungs-
                                                          Regelleistung
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R                                                                                                                             oder verbrauchsseitige Flexibilität auf
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE                                                                                                 dem Spot- oder Regelleistungsmarkt. [19]
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN
    STAUSEBACH                                     2016                                                                      2020
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER                                                    Führungen von Besu-          Einbindung der Erkent-
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT                                                    chern und Studierenden            nisse in die Lehre
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

28
1	GRUSSWORTE                         Ein Blick in die Zukunft
2	C/SELLS STELLT SICH VOR            „Energiemanagementsysteme bei Prosumenten und ihre Vernetzung werden
3     D EMO-ZELLEN IN C/SELLS        Standard sein!“                                                             MODELL-PRÄDIKTIVE REGELUNG
3.1	ANGEBOT UND ABRUF VON FLE-
                                                                                                                  Bei der Modellprädikativen Regelung
     XIBILITÄT UNTER BERÜCKSICHTI-
                                                                                                                  handelt es sich um eine Methode zur prä-
     GUNG DES LOKALEN STATUS IM       Zentrale Erkenntnisse                                                       diktiven Regelung von Prozessen. Dabei
     VERTEILNETZ
                                      • 
                                        Modell-prädiktive Regelung eignet sich für den praktischen optimierten    wird ein mathematisches Modell dazu
3.2	FLEXIBILISIERUNG VON SPEI-
     CHERHEIZUNGEN MITTELS               Betrieb von Microgrids                                                   verwendet Verhalten vorherzusagen,
     SMART-METER-INFRASTRUKTUR                                                                                    sodass die Regelung entsprechend des
                                        Der Abruf von Regelleistung kann weitgehend wie eine Prognoseabweichung
                                      • 
3.3	NETZ UND MARKT VERBÜNDEN                                                                                     prognostizierten Verhaltens erfolgen
     SICH IN ALTDORF – DEZENTRALE        gehandhabt werden.                                                       kann. [20]
     FLEXIBILITÄT FÜR DAS VERTEIL-
     NETZ DER ZUKUNFT                 • 
                                        Microgrids brauchen lokale und kurzfristige Erzeugungsprognosen.
3.4	ROLLOUT INTELLIGENTER MESS-
     SYSTEME ALS GRUNDLAGE DES
     ENERGIENETZES DER ZUKUNFT
3.5	FLEXIBILITÄT DURCH MICROG-                 „Prosumenten bieten bei intelligentem
     RIDS – VORAUSSCHAUEND
     OPTIMIERT
                                                Zusammenspiel ein enormes Potential für
3.6    EGIONALER GRÜNSTROM UND
      R
                                                die Realisierung eines modernen,
      FLEXIBILITÄT – WAS DENKEN DIE             klimaneutralen Energiesystems. Die
      BÜRGER IN NORDHESSEN DARÜ-
      BER?                                      Technik dazu ist weitgehend da, die
3.7	
    N ACHHALTIGE UND ERNEUER-                   Märkte noch nicht.“
    BARE WÄRMEVERSORGUNG IN                     — Hausmeister, Demozelle Offenburg
    STAUSEBACH
3.8	
    G ENIAL DEZENTRAL – WIE TAU-
    SENDE PRIVATE ERZEUGER DAS
    ENERGIENETZ DER ZUKUNFT
    BAUEN
4	ERKENNTNISSE NACH VIER
   ­JAHREN PROJEKTARBEIT
5	WISSENSCHAFTLICHER BLICK
   AUF DIE ZELLEN
6	FAZIT
7     ANHANG

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