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von der Smart Grids Modellregion Salzburg zur Smart Grid Region Salzburg Mag. Dr. Roland Wernik 24.02.2014
Das Konsortium
Programmleitung Kundensicht Industriepartner
Netzbetreibersicht Kunden- Komponenten
Netz als Demo- anforderungen Lösungen
Umgebung Gebäude als Tools
Testobjekte
Industrielle
Wirtschaftlichkeits- / Benutzerorientierung IT-Integration
Forschung
analysen Kunden-Interfaces internationale
Expertise aktive
Geschäftsmodelle Kundenakzeptanz Kontakte
Verteilnetze,
IT-Integration und Sozio-ökonomische Verbreitung
dez. Erzeuger,
-Architektur Aspekte Vermarktung
Gebäude-
Integration, …
SGMS-Projektlandkarte
…auf dem Weg zur Smart Infrastructure Salzburg
Projektbündel Einreichung 2009 – 4. AS Neue
abgeschl.& laufende Projekte Vision
gestartet 03-06/2010 Energien 2020
DG
BHKW- DG DemoNet
DemoNet
Netz Smart Low
Valid
ZUQDE Voltage Grid
DG- Zentrale
DemoNet BAVIS UQ-Regelung
Concept IKT
Smart
ISOLVES
Pilot Synergie
PASSA-M SGMS-HiT Smart
Smart Häuser als
Consumer2Grid
Infrastructure
Metering interaktive Salzburg
SG-Teilnehmer
Smart Heat Planung + Bau
Networks
Brennstoff- SGMS-HiT
Building2Grid
zellen OPTRES Begleit-
V2G forschung
Heizgerät
Interfaces
ElectroDrive
Betreiber-
modell- Smart Web Grid
region Informationsmodell
DISPOWER V2G für Zugriff auf
... Folgeprojekt
Strategies Smart Grids Daten
... wesentliche Inputs
... Aktive Verteilnetze ... Informations- und ... Elektromobilität
... Dezentrale Erzeugung Kommunikationstechnologie ... Int. von Kunden / Gebäuden
© Salzburg AG, Netze
Projekte :
Titel Zentrale Fragestellung
B2G – Building to Grid Wie können durch intelligente, kooperative Einbindung von Gebäuden in das Smart
Grid Lastspitzen im Stromnetz reduziert und die Energieeffizienz verbessert werden?
Feldversuch mit 10 realen Gebäuden
C2G – Consumer to Grid Ist es möglich die Kunden durch Energie-Feedback (basierend auf Smart Metering),
dazu zu motivieren, ihr Energieverbrauchsverhalten zu ändern?
Feldversuch mit 290 Haushalten
PEEM – Persuasive Enduser Durch welche neuen Strategien und Werkzeuge können Endverbraucher ohne
Energy Management Komfortverlust dazu animiert werden den Energieverbrauch in (für das
Gesamtsystem) günstige Zeiten zu verschieben?
Feldtest mit ca. 30 Haushalten
SmartHeatNet Durch welche intelligenten Betriebs- und Regelungsstrategien können Spitzenlasten
in Fernwärmenetzen verringert und damit
den Einsatz von Öl/Gas-Spitzenlastkesseln minimiert werden?
SmartSynergy Welche IKT-Infrastruktur ist erforderlich, um die Anforderungen unterschiedlichster
Smart Grid- und E-Mobilitätsanwendungen
optimal zu erfüllen?
Vehicle to Grid (V2G) – Welche Geschäftsmodelle und Schnittstellen müssen entwickelt werden, um
Interfaces Elektrofahrzeuge intelligent ins Energiesystem einbinden zu können?
© Salzburg AG, Netze
Projekte:
Titel Zentrale Fragestellung
Vehicle to Grid (V2G) - Welche technischen, ökonomischen und ökologischen Folgen sind bei einer
Strategies massiven E-Mobilitäts-Durchdringung für das
österreichische Energiesystem zu erwarten?
ZUQDE - Zentrale Implementieren einer automatischen, zentral gesteuerten Spannungs- und
Spannungs(U)- Blindleistungsregelung von Transformatoren,
und Blindleistungs(Q)- Erzeugern und Lasten mit dem Ziel, die Aufnahmekapazität des Verteilnetzes für
Regelung dezentrale Erzeugung aus erneuerbaren
für dezentrale Erzeuger Energien wesentlich zu erhöhen.
Demo-Betrieb im Mittelspannungsnetz Lungau
DG Demonetz Validierung Aktiver Verteilnetzbetrieb durch innovative Spannungsregelung im
Mittelspannungsnetz
Demo-Betrieb im Mittelspannungsnetz Lungau
HiT – Häuser als Interaktive Zusammenfassung aller Smart Grid - Elemente in einer innovativen Wohnanlage .
Teilnehmer im Smart Grid Die Wohnanlage „Rosa Zukunft“ in Salzburg Taxham wird smart grid-optimiert
geplant, gebaut und betrieben.
Smart Web Grid Wie kann der Datenaustausch im Smart Grid zwischen den unterschiedlichen
Akteuren universell, interoperabel und effektiv gestaltet und ein Mehrwert für den
Kunden durch Verknüpfung unterschiedlicher Dienste geschaffen werden?
DG Demo Net – Smart Low Wie können zukünftig zu erwartende hohe Dichten an Photovoltaik-Anlagen und E-
Voltage Grid Fahrzeugen durch intelligente Planung, Echtzeit-Beobachtung und aktives
Netzmanagement optimal in die Niederspannungsnetze integriert werden?
Feldtest in der Smart Grids Modellgemeinde Köstendorf
© Salzburg AG, Netze
Leuchtturmprojekt
HiT / Rosa Zukunft
Leuchtturmprojekt
HiT – Häuser als interaktive Teilnehmer im Smart Grid
Zusammenfassung aller Smart Grid - Elemente in einer innovativen Wohnanlage
Planung, Bau, Betrieb und Monitoring
Dezentrale
Erzeugung
BHKW
Photovoltaik
HiT-Wohnanlage
Energiefeedback / Nutzerinteraktion
Automatisierte Lastverschiebung aufbauend auf Consumer to Grid
Steuerung Wärmepumpe
Gesteuertes Laden E-Fahrzeuge
Home-Automation Energieverbrauchs-Info
Speicher Lieber Kunde, Sie haben im
Monat xy 523 kWh verbraucht
Lieber Kunde, Sie haben im
Monat xy 523 kWh verbraucht
© Salzburg AG, Netze
Wohnen der Generationen
Baugenehmigung erteilt
Baubeginn im April 2012
Fertigstellung Energiezentrale
geplant Q1 2013
Übergabe Wohnungen Q4 2013
© Salzburg Wohnbau
Rosa Zukunft Fertigstellung 12.2014
130 Miete, Mietkauf und Eigentumswohnungen für unterschiedliche Nutzergruppen:
altersgerechtes Wohnen mit Wohnkoordinator , Diakonie mit eigenem Sozialkonzept
der bewussten Besiedelung und Stärkung der sozialen Bindungskräfte
Junges Wohnen
4 Bauträger : 2 gemeinnützige u 2 gewerbliche
Energiekonzept
Pufferspeicher
Fernwärme als
Backupsystem
Nutzung Rück-
laufausnutzung
Biogasbetriebes
Blockheizkraftwerk
Photovoltaikanlage ca 86 kWp
Zwei Wärmepumpen modular
Wärmequelle Tiefenbohrungen
( 13 * 200 Tiefenmeter )
© Salzburg Wohnbau
Lastprofil nicht optimiert
LP ohne SG Summe
100 Basisdaten:
90
130 Wohneinheiten +
80
Allgemeinteil
70
H0 Haushalts
60 Lastprofil
Kilowatt
50 Übergangszeit
Werktags Mo-Fr
40
30
20 Synthetisches Lastprofil H0 für Wohnungen
10
0
00:00
01:00
02:00
03:00
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05:00
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07:00
08:00
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10:00
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13:00
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15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Uhrzeit
© Salzburg Wohnbau
Lastprofil Smart Grid - optimiert
Basisdaten:
LP ohne SG WP SG Opt PV BHKW SG Opt Summe
100
Dies ist ein mögliches Szenario für eine 130 Wohneinheiten
90 Smart Grid – optimierte Verbrauchskurve
+ Allgemeinteil
80 H0 Haushalts
70 BHKW Lastprofil
PV-Anlage PV Lastprofil
60
Übergangszeit
Kilowatt
50
Wärmepumpe (Okt/April)
40 Werktags Mo-Fr
30 Wärmepumpe
Beispiel für Smart-Grid-optimiertes optimiert
20 Lastprofil H0 für Wohnungen
BHKW optimiert
10
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01:00
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03:00
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05:00
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08:00
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10:00
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12:00
13:00
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15:00
16:00
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18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Uhrzeit
© Salzburg Wohnbau
Lastverschiebungspotential
~70 - 85% Gebäudeabhängiges Lastverschiebepotenzial
© Salzburg Wohnbau
Photovoltaikanlage statt Solarthermie
HiT als Anlassfall für die Änderung der Wohnbauförderungsverordnung
© Salzburg Wohnbau
Innovatives Mobilitätskonzept
2 Elektro-Autos für Wohnkoordinator
und Hausmeister
2 Elektro-Autos im Carsharing für 4-
6 Wohnungen mit Online-
Buchungssystem
Reservierte Stellplätze mit
Ladestationen in der Tiefgarage -
gesteuertes Laden
Attraktive Kombi-Angebote für
Elektrofahrräder und Öffentlichen
Verkehr
Qu.: Salzburg AG / EMIL
Parkflächeneinsparung durch Mobilitätskonzept
Bautechnikgesetz fordert 1,2 Parkplätze pro
Wohnung
Verringerung des Stellplatzschlüssels
aufgrund Car Sharing
Verringerung Stellplatzgrößen
Norm fordert 2,5x5m
E-Citycars benötigen weniger Platz
© Salzburg Wohnbau
Vehicle to Grid (V2G) – Interfaces
Systemkonzept für intelligente, netzorientierte Lösungen zur Integration der E-
Mobilität ins Energiesystem
Fragestellung: Welche Geschäftsmodelle und Schnittstellen müssen
entwickelt werden, um Elektrofahrzeuge intelligent ins Energiesystem
einbinden zu können?
Grid Vehicle
Elektrische Netze E-Auto
Technische Systemintegration
Interaktionsportale / Kunden-Interfaces
Geschäftsmodelle
© Salzburg AG, Netze
Wohnen mit realisierten Beispielen
Ladestation E-Bike &
Strukturiertes Wegenetz für Fußgänger INFO ÖPNV
Interne Verbindungen für Fußgänger und
Radfahrer
Oberflächenbeschaffenheit fahrradfreundlich
Mit priorisierten Inbetriebnahme und
Abstellmöglichkeiten für alle Bereiche
Verbindungssteg
Schaffung einer zentralen Fahrrad-Servicestation
Karl Thalmeier
Wohnen mit realisierten Beispielen
Bestehende Verkehrssituation Öffentlicher Personennahverkehr (ÖPNV)
Direkter
Anschluss an
Buslinien:
1, 28 und 20 im 10-
Min.-Takt
Entfernung S-
Bahn-Haltestelle
Taxham der S3: 1
km
ROSA
ZUKUNFT
Wohnbebauung Rosa HofmannstraßeWohnen mit realisierten Beispielen
Nichtmotorisierter Individualverkehr (Fußgänger , Radfahrer u.ä.
übergeordnetes Freiraum-konzept
„Grünzug Maxglan-Taxham“ als
durchgängige Grünverbindung für
Fußgänger und Radfahrer von der
Glan in Maxglan bis zur Saalach in
Wals-Siezenheim
Einbindung der Wohnbauprojekte an
der Rosa-Hofmann-Straße und der
Struber-Kaserne
Grünzug Maxglan-Taxham Detzlhofer Landschaftsarchitektur
Initalzündung:
Neubau Unilabor in Itzling
Baustart
2014
Smart City Salzburg - Itzling
22Itzling – Potential for Smart City
The surrounding field includes:
11,000 inhabitants involved
Former district for workers and railway employees
energy production
heat and power plant (district heating, electricity)
hydropower plant (in operation since 2013)
local puplic transport (Train, trolley-bus, close by central train station)
ECS exhibition center Salzburg
industry (milk production)
education (higher technical school, music school, university for nature science)
residential area (one of the biggest housing complex build in 60s)
office & commercial business
sports facilities
© Salzburg AG, Netze
ECS
Itzling - Surroundings © Salzburg AG, Netzewww.smartgridssalzburg.at
Mag. Dr. Roland Wernik 24.02.2014 © Salzburg AG, Netze
backup
Mag. Dr. Roland Wernik 24.02.2014C2G - Consumer to Grid
Nutzer & Energieverbrauch
Wissenschaftliche Untersuchung von
Einflussvariablen auf energieeffizientes Verhalten
Barrieren für energieeffizientes Verhalten
Anforderungen an Energiefeedbacksysteme
Sozialpsychologisches Modell für energie-effizientes Verhalten Auswertung der Kontextanalyse bzgl. Barrieren
Zwischen Intention und Umsetzung von energieeffizientem Verhalten gibt es einige
Barrieren
Die wichtigsten sind fehlende Aufmerksamkeit und Komfortbeeinträchtigung
Erkenntnisse wurden bei der Auswahl bzw. beim Design der Energiefeedbacksysteme
berücksichtigt
© CURE
B2G - Building to Grid
Das Projekt auf einen Blick
Gebäude als aktive Smart Grid-Komponenten
Fragestellung: Wie können durch intelligente, kooperative
Einbindung von Gebäuden in das Smart Grid Lastspitzen im
Stromnetz reduziert und die Energieeffizienz verbessert werden?
Modellversuch mit 10 realen Testobjekten
Smart Grid Gebäude
Aktive Einbindung
Netzleittechnik 2-Weg-Kommunikation Gebäudeleittechnik
Netzoptimierung Gebäudeoptimierung
© Salzburg AG, NetzeV2G-Interfaces
Kundenschnittstelle
V2G-Kundenschnittstelle ist relativ einfach
Sofort oder günstig Laden?
Wenn günstig Laden: Wann möchte ich wie
weit fahren?
Beispiel
günstig Laden
morgen 07:00 Uhr, 40 km Distanz
© Salzburg AG, Netze
C2G - Consumer to Grid
Das Projekt auf einen Blick
Kunden als aktive Smart Grid TeilnehmerInnen 250 Haushalte
Energie-Feedback als Enabler für Energieeinsparung
Fragestellung: Ist es möglich die Kunden durch Energie-Feedback (basierend auf Smart
Metering), dazu zu motivieren, ihr Energieverbrauchsverhalten zu ändern?
Smart Metering
System
Consumer Energieverbrauchs-Info
Lieber Kunde, Sie haben im
Monat xy 523 kWh verbraucht
Human in the Loop Lieber Kunde, Sie haben im
Monat xy 523 kWh verbraucht
Energie-
Feedback
Datenbank
© Salzburg AG, NetzeB2G - Building to Grid
Beispiel: Wärmepumpe im Salzburg AG Betriebsgebäude in St. Johann
Gebäudehülle im Passivhausstandard mit Wärmepumpe + PV-Anlage
Ergebnisse der Gebäudesimulation für den „kritischen Raum“
Außentemperatur in °C -20 -3 1 10
Dauer der Auskühlung von 22°C auf 20°C
in Stunden (gerundet) 10 17 22 44
Betriebsgebäude St. Johann mit kritischem Raum Wärmepumpe ~8 kWel PV-Anlage 5 kWp
Ausreichend Freiheitsgrade um die Betriebszeiten der Wärmepumpe
ohne Komfortbeeinträchtigung auf die Netzanforderungen zu optimieren!
© Salzburg AG, Netze
PEEM – Persuasive End User Energy Mgmt
Das Projekt auf einen Blick
Energie-Feedback als Enabler für Energieeinsparung
Fragestellung: Durch welche neuen Strategien und Werkzeuge
können Endverbraucher ohne Komfortverlust dazu animiert werden den
Energieverbrauch in (für das Gesamtsystem) günstige Zeiten zu
verschieben?
Feldstudie/-experiment mit 24 Haushalten
Marktverfügbare Beispiele für persuasives Energiefeedback:
Energy Orb PowerAware Cord
Qu: www.inhabitat.com Qu: www.livbit.comSmart Metering Pilotprojekt
Pilotprojekt zur Einführung
intelligenter Zähler in Salzburg;
Teststellung & Feldtest mit insgesamt
500 Smart Meters für Strom, Gas,
Fernwärme, Wasser
Ziel: Vorbereitung der Salzburg AG auf
Smart Metering: Erfahrungsaufbau,
Überprüfung Business Case,
Vorbereitung für Roll-Out
Systemarchitektur
© Salzburg AG, Netze
C2G - Consumer to Grid
Umsetzung im Feldtest
Feldtest mit ~290 Kunden läuft: August 11 – Juli 12
5 Feedbackmethoden umgesetzt
Jährliche Rechnung per Mail oder Papier (Vergleichsgruppe)
Monatliche Rechnung
Smartphone-optimierte Webseite mit Vortrages-Werten Design und Umsetzung
In-Home-Display mit Echtzeitwerten im Projekt
Echtzeit-Feedback mittels „Wattson“
In-Home Display „Wattson“
Smart Phone
optimierte Web-Seite
© CUREPEEM – Persuasive End User Energy Mgmt
FORE-Watch (Forecast Of Renewable Energy)
Signalbildung aus Netzlast und
Rückmeldung: Verbrauch je Farbbereich / Wettervorhersage-Daten
Farbliche Anzeige wann Energie
vorzugsweise verbraucht werden sollte Durchschnittlicher Tagesverbrauch
Folgende persuasive Strategien werden verfolgt
Einfache Darstellung der Information (Reduction / Simplicity)
Information ist abstrahiert / in der Umgebung integriert (Ambient)
Empfehlung für die nächsten Stunden (Tailored Suggestion)
Direktes Feedback über den aktuellen Energieverbrauch (Cause and Effect)
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