WindNODE, Arbeitstreffen AP 8 - Bericht aus dem Gesamtvorhaben Dr. Severin Beucker, Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit Berlin ...

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WindNODE, Arbeitstreffen AP 8 - Bericht aus dem Gesamtvorhaben Dr. Severin Beucker, Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit Berlin ...
WindNODE, Arbeitstreffen AP 8
Bericht aus dem Gesamtvorhaben
Dr. Severin Beucker, Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit
Berlin, 15.01.2019

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Bisheriger Stand von AP8 und Ausblick

n   2017/2018: Identifikation von Flexibilitäten in den Quartieren (Zwickau, Berlin Schöneberg und
    Prenzlauer Berg) und Beschreibung von Anwendungsfällen/ Use Cases:
     è Analyse von Quartieren
       è Beschreibung von Anwendungsfällen/ Use Cases
       è Diskussion mit den WindNODE-Partnern, Gewinnung von Umsetzungspartnern

n   2018: Erweiterung von Flexibilitäten und Schaffung von technischen Grundlagen
    für die Nutzung:
      è Ausrüstung der Quartier mit RONT (Zwickau) und PtH-Elemente
          (Berlin Berlin Schöneberg und Prenzlauer Berg)
       è Vernetzung von Aggregaten mit Smart Building Technik
         (Kommunikations- und Steuertechnik)
       è Teilweise Ausrüstung von Quartieren mit intelligenten Messsystem
         (Berlin Prenzlauer Berg)
       è In Arbeit: Schnittstellentwicklung für Anwendungsfälle/ Use Cases

n   Geplant in 2019: Erprobung der Anwendungsfälle/ Use Cases und Auswertung
     è Neu: Modellierung zusätzlicher Flexibilitätsoptionen in AP 8.2 (siehe auch Angebot an
        Partner aus AP 8.4 später)

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Definition von Flexibilität aus WindNODE

Koordinierungskomitee Flexibilitäten, Markt und Regulierung:
„Flexibilität bezeichnet die Fähigkeit von Elementen im Energiesystem, aktiv auf ein externes Signal, das
die Variabilität von Stromerzeugung und Stromverbrauch widerspiegelt, mit einer Leistungsänderung zu
reagieren. Elemente, die diese Fähigkeit besitzen, werden auch als Flexibilitätsoption bezeichnet.
Die Nachfrage nach Flexibilität im Energiesystem kann zum einen aus den Großhandelsmärkten
(day-ahead, intraday) resultieren. Zum anderen kann die Nachfrage nach Flexibilität unter der Zielstellung
der Behebung von Netzengpässen entstehen. Daneben können Flexibilitäten auf den
Regelenergiemärkten nachgefragt oder zur Erbringung weiterer Systemdienstleistungen benötigt werden.

Um eine Flexibilitätsoption im Energiesystem technisch zu quantifizieren, sind mindestens folgende
Parameter zu bestimmen:
n Wertebereich der Leistungsänderung positiv/negativ
n Zeitdauer der Leistungsänderung
n Vorlaufzeit bis zur Leistungsänderung.“

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Flexibilitätspotentiale in den Quartieren (AP 8.1 und 8.2)

                   Wohnungen/                Gebäudetyp/       Wohnungseigner                 Erzeugungsan-         Speicher           Lasten              Anmerkungen
                   Gebäude                   Sanierungszustand                                lagen (elektrisch +   (elektrisch +      (elektrisch +
                                                                                              thermisch)            thermisch)         thermisch)
Hauptdemonstrationsobjekt WindNODE Prenzlauer Berg aus AP 8.2
Berlin           245/ 5         Bau 1966            WG Zentrum                                § BHKW             § Heißwasser-         § ~48 kW PtH        § Smart-Building
Prenzlauer Berg,                Saniert 1999                                                    (modulierbar):     puffer                                    Technologie
Ostseestraße                                                                                  § 34 kWel/ 78 kWth § Thermische                              § Kiezstrom von
                                                                                                                   Gebäudemasse                              BEA
Zusätzliches Quartier für die Erprobung in AP 8.2
Schöneberg      365/ 34              § Bau ~1920                        GeWoSüd               § BHKW             § Heißwasser-         § ~42 kW PtH        § Kiezstrom von
Lindenhof II                         § Sanierung 2009                                           (modulierbar):     puffer                                    BEA
                                                                                              § 48 kWel/ 91 kWth
Vergleichsquartier Zwickau aus AP 8.1
Zwickau          868 (154 intelligente § Bau 1960/ 61                   Gebäude- und          § PV: 164 kW          § 6 elektrische    § E-Auto* (~5kW)    § Demand-Side-
Marienthal       Haushalte)/ ca. 33    § 70-100 kWh/ m²                 Grundstücksgesell-    § BHKW:                 Speicher 30kW,     Haushalte (je~1     Response
                 Gebäude                                                schaft Zwickau        § 5,5 kWel/ 14          30kWh              kW)               § Intelligentes
                                                                                                kWth                                                         Verteilnetz
                                                                                                                                                             (RONT, Sensorik)

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Aktivitäten des AP8 im Gesamtprojekt

n   Teilnahme an Koordinierungskomitees:
     è „Flexibilitäten, Markt und Regulierung“
       è “Flexibilitäten identifizieren“
       è „Digitalisierung“
n   Zwischenstand aus dem Koordinierungskomitee Flexibilitäten identifizieren“
     è Abstimmung der Definition von Flexibilität und Anwendungsfeldern
       è Entwurf eines Leitfadens Flexibilitäten identifizieren (Textentwürfe liegen z.T., im Frühjahr 2019
         erfolgt graphische Aufbereitung sowie und Anpassung eines Tools zur Flex.-Identifizierung)
n   Zwischenstand aus dem Koordinierungskomitee „Digitalisierung“
     è 2-3 Thesen für Digitalisierung aus dem AP 8 sollen erhoben werden (Beispiele werden bald
        versendet
n   Erarbeitung einer DIN SPEC “Referenzmodell zur Charakterisierung von Energieflexibilitäten aus
    Quartieren“ geplant (DIN ist Partner in WindNODE)
n   Teilnahme von WindNODE an der E-World in Essen 05.-07. Februar 2019
n   Konsortialtreffen von WindNODE in Zwickau am 19./20.03.2019 in Zwickau (Pitch, Einreichung von
    Beiträgen, Treffen von AP 8)

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Berichte und Publikationen aus AP 8 und AP 8.2

Berichte
n   2. Zwischenbericht 2018
n   Beitrag zum WindNODE-Jahrbuch
n   Beitrag zur Publikation meine „Energie für meine Stadt“
n   Zusammenfassung der Zwischenergebnissen aus AP 8.2 in einem WindNODE-Bericht

Publikationen aus AP 8.2
n   Marcus Voß, Asmaa Haja, Sahin Albayrak (2018): Adjusted Feature-Aware k-Nearest Neighbors: Utilizing Local
    Permutation-Based Error for Short-Term Residential Building Load Forecasting. In: 2018 IEEE International
    Conference on Communications, Control, and Computing Technologies for Smart Grids (SmartGridComm).
n   Marcus Voß, Christian Bender-Saebelkampf, Sahin Albayrak (2018): Residential Short-Term Load Forecasting
    Using Convolutional Neural Networks. Workshop AI in Energy Systems. In: 2018 IEEE International Conference on
    Communications, Control, and Computing Technologies for Smart Grids (SmartGridComm)
n   Beucker, S., Hinterholzer, S. (2019): Smart Building Applications and the Energy Transition in the Building Sector
    Intermediate Results from Research Projects and Pilot Installations in Germany, ICT4S, Lappeenranta, Finnland
n   Beucker, S. (2019): Herausforderungen und Erkenntnisse einer multidimensionalen Technologiebewertung am
    Beispiel von Dezentralem Energiemanagement, Symposium des DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme,
    Oldeburg

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WindNODE, Arbeitstreffen AP 8
Stand AP 8.2 Quartier Berlin
Dr. Severin Beucker, Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit
Berlin, 15.01.2019

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Inhalt

n Stand der Anwendungsfälle/ Use Cases für Flexibilität in AP 8.2

n Erprobung der Anwendungsfälle AP 8.2

n Modellierung von (erweiterten) Anwendungsfällen AP 8.4

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Erprobungsquartier in Schöneberg

§ 34 Gebäude mit 365 Wohnungen
§ Geschosswohnungsbau, Baujahr 1920
§ Betreiber: GeWoSüd

§ Modulierbares BHKW mit 48 kWel /
  91 kWth sowie und Spitzenlastkessel
§ Mieterstrom von Contractor (BEA)
§ PtH-Elemente: 42 kW in Warmwasser-
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                                                                                          Abb. Erprobungsquartier in Schöneberg, Quelle: Google Earth

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Erprobungsquartier im Prenzlauer Berg
§ 6 Gebäude, 225 Wohnungen
§ 4-Stöckiger Geschosswohnungsbau,
  Baujahr 1960
§ Betreiber: Wohnbaugenossenschaft Zentrum

§ Heizzentrale mit BHKW mit 34 kWel / 78 kWth
  und Spitzenlastkesseln
§ Mieterstrom von Contractor (BEA)
§ PtH-Elemente: 48 kW in Warmwasserspeichern

§ Dezentrales Energiemanagement
§ Vernetzung der Gebäude (Glasfaser)
§ In der Wohnung drahtlose Vernetzung
  (EnOcean/Wireless M-Bus)
§ Interoperable Schnittstellen (EE-Bus/SHIP)

§ Verbrauchsvisualisierung für Bewohner                                                   Abb. Das ProSHAPE Versuchsquartier im Prenzlauer Berg
                                                                                          Quelle: Google Earth
  (Wärme, Wasser, Strom)

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Anlagenschema – Erprobungsquartier Prenzlauer Berg

                                                                                          Heizzentrale
                                                                                          § Regelung über Quartiers-
                                                                                             Manager
                                                                                          § Gaskessel insgesamt 520 kW
                                                                                          § BHKW mit 34kWel/78kW th
                                                                                          § 2000 l Puffervolumen
                                                                                          § Nahwärmeleitung zu den
                                                                                             Unterstationen

6 Unterstationen
§ jeweils 1000 l Pufferspeicher und
   Warmwasserbereitung
§ Regelung über den „Gebäude-Manager“
§ 6 PtH-Elemente (a 8kW) in den Speichern

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Flexibilität für das Netz

n   Erbringung von Regelleistung (aggregiert mit weiteren Anlagen)
n   Lokaler Bedarf für Engpassmanagement (Stromnetz Berlin/ 50Hertz) z.B. für Spannungshaltung
n   Umsetzung über 50Hertz Flexibilitätsplattform

                                                                                              50Hertz
                                                                                            Flexibilitäts
                                                                                             plattform

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Flexibilität für den Markt

n   Erbringung von Flexibilität für Bilanzkreismanagement und Direktstromhandel
n   Strombörse und OTC (Angebot/Nachfragebasiert – Kapazitätsfrage)
n   Umsetzung mit VKW- Betreiber energy2martket

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Schritte zur Erprobung der Anwendungsfälle in 2019

n   Simulation von Anwendungsfällen (DAI-Labor der TU-Berlin)
n   Erprobung mit Partnern aus WindNODE (50Hertz und energy2martket)
n   Auswertung und Geschäftsmodelle

                                                                                      Monat
         AKTIVITÄT                                               start   dauer   MS

                                                                                       1          2         3             4              5             6             7             8              9             10         11

                                                                                        Sep. 18

                                                                                                                Nov. 18

                                                                                                                                                                         Mrz. 19

                                                                                                                                                                                                      Mai. 19
                                                                                                                              Dez. 18
                                                                                                  Okt. 18

                                                                                                                                                                                       Apr. 19
                                                                                                                                                           Feb. 19

                                                                                                                                                                                                                 Jun. 19
                                                                                                                                             Jan. 19

                                                                                                                                                                                                                            Jul. 19
                                                                                                                                                                                                                                      Verantwortlich /
                                                                                                                                                                                                                                      Beteiligte Partner

         Festlegung der in die Erprobung einzubeziehenden
                                                                  2       1                                                                                                                                                           BEA/BS
         Flexibilitätsoptionen

         Klärung/Definition von Rahmenbedingungen                 2       1                                                                                                                                                           BS/DAI/e2m

         Beschreibung des Mechanismus und der finanziellen
                                                                  2       2                                                                                                                                                           BS/DAI/BEA/e2m
         Anreize

         Entwurf der technischen Architektur                      2       2                                                                                                                                                           RAT/e2m/DAI

         Computersimulation incl. Auswertung                      3       3      5                                                      MS1                                                                                           DAI/BS

         Implementierung der Gateways/Schnittstellen VKW 
                                                                  6       2                                                                                                                                                           RAT/e2m
         Quartiersmanager
         Anpassung der Steuerungs- und Optimierungsalgorithmen
                                                                  6       2                                                                                                                                                           RAT/BEA
         des DEMS
         Testbetrieb mit externem Steuersignal an ausgewählten
                                                                  8       2      9                                                                                                               MS2                                  RAT/e2m/BEA
         Tagen

         Auswertung und Aufbereitung der Ergebnisse               10      2                                                                                                                                                           BS/DAI

    Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                                                                                                                  014
Inhalt

n Stand der Anwendungsfälle/ Use Cases für Flexibilität in AP 8.2

n Erprobung der Anwendungsfälle AP 8.2

n Modellierung von (erweiterten) Anwendungsfällen AP 8.4

   Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de   015
Überblick über Computer-Simulation und Optimierung

                                                                                                Fall 2: 50 Hertz
                                                                                                                       50Htz

                                                                                             Flexibilitätsplattform-
                                                                                                  Simulation

 Prognosen

                                           Quartierssimulation                                Fall 1: Aggregator-
                                                                                          Simulation und Optimierung
 Optimierung

                                 Quartiers                        Simulations-                      Manuelle
                                  -modell                         ergebnisse                        Analyse

                                                  Datenbank                                          GUI
               PostgreSQL

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                        016
Optimierung: Primäres Optimierungsziel Kosteneffizienz

• Implementierung einer „Greybox“-Simulation mit Model Predictive Control (MPC)-Strategie
• Optimierung durch ein (stochastisches) gemischt-ganzzahliges Programm (MILP)
                                                                      A
min $%& = min( )*+,- + )/0, 1 2345 + @ (6*9> C 1 2*9>
                                                                      :
                                                                − 6789:9; (C) 1 G789:9;                      Mieter
                                                                − 6
Beispiel: Flexibilität durch Sektorkopplung

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de   018
Simulation zum Vergleich der Anwendungsfälle und von
 Flexibilitätsoptionen in Quartieren mit Sektorkopplung

                                                                                             Thermische
Randbedingungen wurden formuliert um:                                                         Domäne
                                                                                                                                          .
                                                                                                                     .                                    .             .                    .             .
                                                                                                                     QBoil                QCHP            Ql            QHZ/HW               QPtH
n den lokalen Ausgleich der Energiebilanz                                                                                                                                                                  QS
                                                                                                                                                                                                             D

                                                                                                                                                                                                                         .
  zu modellieren                                                                                                                                                                                                         QS
                                                                                                                                                                                                                                  C

                                                                                                                                                                                       Power-To-
                                                                                                FBoil          Spitzenlastkessel                      Verlust
                                                                                                                                                                                         Heat

n Physikalisches Verhalten der                                                                                                                                                                                                        TS                               ES
                                                                                                                                                                                                                                       max                              max

                                                                                                                                                                                                             Heiswasserspeicher
                                                                                                                                                    TIn        TRet

                                                                                                                                                                                                                                                       Batterie
  Komponenten zu modellieren                                                                   FCHP                          BHKW           .
                                                                                                                                            QIn
                                                                                                                                                                                                                                       TS                               ES

                                                                                                                                                                      Thermischer
                                                                                                                                                                                                    TS                                       ES
                                                                                                                                                                                                     min                                       min

n Kopplung elektrischer mit thermischer                                                                                                     .                          Verbrauch
                                                                                                                                            QRet
                                                                                                                      PV
                                                                                                                                                                                                                                                     .
  Domäne und Mobilität zu modellieren
                                                                                                                                                                                                                                                      C

                                                                                                                                                                                                                                                     QS
                                                                                                                                                                       C                                                                                    .
                                                                                                                    PPV            PCHP                               THZ/LS                PPtH
                                                                                                                                                                                                                                                                  D

                                                                                                                                                                                                                                                            QS

n Start-Stopp-Verhalten zu modellieren                                                      Elektrische
                                                                                             Domäne

  (Startkosten, Minimale Lauf- und                                                                                   PBez                             PMieter                       PLief                PEinsp                                      PEV

  Ruhezeiten, Rampen) zu modellieren                                                                      Bezug Lieferant/Aggregator             Direktvermarktung        Lieferung Aggregator      Einspeisung                              EV Ladestation
                                                                                                                                                                                                                                                                              Mobilitäts-
                                                                                                                                                                                                                                                                               domäne

    Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                                                                                                                             019
Simulation zum Vergleich der Anwendungsfälle und von
Flexibilitätsoptionen in Quartieren mit Sektorkopplung
 Thermische
  Domäne
                             .                      .                   .                    .                    .             .
                             QBoil                  QCHP                Ql                   QHZ/HW               QPtH          QS
                                                                                                                                  D

                                                                                                                                              .
                                                                                                                                              QS
                                                                                                                                                       C

                                                                                                            Power-To-
    FBoil             Spitzenlastkessel                             Verlust
                                                                                                              Heat

                                                                                                                                                           TS                              ES
                                                                                                                                                            max                             max

                                                                                                                                  Heiswasserspeicher
                                                                  TIn        TRet

                                                                                                                                                                            Batterie
   FCHP                              BHKW                .                                                                                                  TS                              ES
                                                         QIn
                                                                                        Thermischer
                                                                                                                         TS                                       ES
                                                                                                                          min                                       min

                                                         .                               Verbrauch
                                                         QRet
                               PV
                                                                                                                                                                          .C

                                                                                                                                                                          QS
                                                                                             C                                                                                   .
                            PPV              PCHP                                        THZ/LS                  PPtH
                                                                                                                                                                                       D

                                                                                                                                                                                 QS
Elektrische
 Domäne

                             PBez                                    PMieter                             PLief                PEinsp                                      PEV

                                                                                                                                                                                                  Mobilitäts-
              Bezug Lieferant/Aggregator                     Direktvermarktung                   Lieferung Aggregator    Einspeisung                              EV Ladestation                   domäne
     Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                                                             020
Flexibilität als Abweichen des Kosten-optimalen
Basisfahrplans

      Optimierung                                                                         Kosten-optimale Residuallast

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                  021
Flexibilität als Abweichen des Kosten-optimalen
Basisfahrplans
          Flexibilitätsplattform                                                                   Flexibilitätsbedarf

                                                                                                                                        ∆" = $%&(()

                                                                                                                                  Kosten für
                                                                                                                                  Flexibilitätsbereitstellung
                                                                                                                                  z.B. 70ct/kWh

                                                                                                    Flexibilitätsbereitstellung
                                                                                                    z.B. 5 kW absenken über 2h

      Optimierung                                                                         Kosten-optimale Residuallast

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                               022
Flexibilitätskurven – Leistungsänderung und Kosten

n   Leistungsänderung und Kosten für ein Intervall können in „Flexibilitätskurven“ abgetragen werden

                                                                                            De Coninck, R., & Helsen, L. (2016). Quantification of flexibility in buildings by
                                                                                            cost curves–Methodology and application. Applied Energy, 162, 653-665.

    Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                                        023
Flexibilitätskurven – Leistungsänderung und Kosten

n   „Flexibiliätskurven“ können auch Punkte zwischen Basisszenario und max. Leistungsänderung
    abbilden, die verschiedenen Werten zwischen dem Basis-Lastgang und der maximalen Änderung
    entsprechen:

                                                                                                                                                     Maximaler
          Maximaler                                                                                                                                  Wert pos.
          Wert neg.                                                                                                                                  Flexibilität
          Flexibilität

                                                                                                                                                     Basisszenario

                                                                                            De Coninck, R., & Helsen, L. (2016). Quantification of flexibility in buildings by
                                                                                            cost curves–Methodology and application. Applied Energy, 162, 653-665.

    Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                                        024
Flexibilitätskurven – Vergleich verschiedener
Flexibilitätsoptionen
n   „Flexibilitätskurven“ verschiedener Flexibilitätsoptionen (z.B. existierende Quartiere,
    Planungsalternativen, Wärme vs. E-Mobilität) können einfach verglichen werden

                                                                                            De Coninck, R., & Helsen, L. (2016). Quantification of flexibility in buildings by
                                                                                            cost curves–Methodology and application. Applied Energy, 162, 653-665.

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Flexibilitätskurven – Aggregation verschiedener
Flexibilitätsoptionen
n   „Flexibilitätskurven“ verschiedener Flexibilitätsoptionen können einfach aggregiert werden und
    erlauben es so auch ein Portfolio von Flexibilitätsoptionen (aus Sicht eines VKW-Betreibers) zu
    analysieren!

                                                                                            De Coninck, R., & Helsen, L. (2016). Quantification of flexibility in buildings by
                                                                                            cost curves–Methodology and application. Applied Energy, 162, 653-665.

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Aktueller Stand der Simulation und Optimierung

n   Konzeption und Modellierung des
    Flexibilitätsbedarfs durch Aggregator                                         λ=168h
    und Flexibilitätsplattform

                                                                                  λ=24h

                                                                                  λ=6h

n   Implementierung einer grafischen
    Nutzeroberfläche zur Demonstration:
    http://windnode.aot.tu-berlin.de:3000/

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Inhalt

n Stand der Anwendungsfälle/ Use Cases für Flexibilität in AP 8.2

n Erprobung der Anwendungsfälle AP 8.2

n Modellierung von (erweiterten) Anwendungsfällen AP 8.4

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Modellierung von (erweiterten) Anwendungsfällen
in AP 8.4
Ziele der Aufstockung von AP 8.2/ AP 8.4:
n Flexibilisierungs- und Geschäftsmodelle für Flexibilität von Quartieren analysieren und erweitern
n Analyse zusätzlicher Flexibilisierungspotenziale (z.B. Wärmepumpe, Erdwärmespeicher, E-Mobilität)
n Modellierung der zusätzlichen Möglichkeiten in ausgewählten Quartieren
n Auswertung der Anpassbarkeit und Übertragbarkeit der entwickelten Konzepte auf verschiedene
    Gebäude und Quartiere.

   Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de          029
Beispielquartier Michelangelostraße der WBGZ

n     Analyse von zwei geplanten Sanierungs- und Bauabschnitten
      mit Flexibilitätspotenzialen aus:
       è Energiemanagement
        è Zusätzliche Eigenstromversorgung (z.B. aus PV)
        è Kombination mit Elektromobilität und Speicherung

n     Analyse bzw. der Zusammenarbeit mit weiteren Modellquartieren aus AP8.4?
                   Wohnungen/                Gebäudetyp/       Wohnungseigner                Erzeugungsanlage Speicher               Lasten            Anmerkungen
                   Gebäude                   Sanierungszustand                               n                (elektrisch +          (elektrisch +
                                                                                             (elektrisch +    thermisch)             thermisch)
                                                                                             thermisch)
degewo Zukunftshaus (64 WE), degewo Neubau (47 WE)
Berlin Lankwitz 64/ 1             § Bestandsbau,    degewo                                   § PV-Kollektoren     § Erdwärme-        § Deckenheizung § Mieterstrom über
                47/ 1               saniert in 2017                                          § PVT-Kollektoren      speicher         § Wärmepumpe        die BTB
                                  § Neubau                                                   § Wärmepumpe         § RedoxFlow          (el. Last)      § SmartMeter von
                                                                                               (th. Erzeuger)       Batterie         § 4 x 12,5 kW PtH   Discovergy
                                                                                             § Wärmerückge-
                                                                                               winnung
SolWo – CO2-neutraler Königspark
Königswusterha 236/ 11                       § In Planung/Bau          SolWo Königspark      § PV-Anlage          § Heißwasser-      § Power-to-Heat
usen                                                                   GmbH                  § Solarthermie         pufferspeicher   § E-Mobilität
                                                                                             § Wärmepumpe         § Erdwärme-        § Wärmepumpe
                                                                                               (th. Erzeuger)       speicher           (el. Last)
                                                                                             § Holzpelletkessel
GEWOBAG – Quartier Bottroper Weg
Bottroper Weg,                   Bestandsbau                           GEWOBAG               § BHKW               § Thermischer
Berlin-                                                                                      § Dampfturbine         Hochtempera-
Reinickendorf                                                                                                       turspeicher

     Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                                                                           030
Städtebaulicher Entwurf, Eigentum

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de   Quelle: Frank Görge Architekt   031
Elektromobilität im Quartier Michelangelostraße
§ Ableitung von lokalem Bestand an
  E-Mobilen von nationalen Szenarien                                                           Szenarien E-Mobilität

§ Auswirkung auf die Gebäude-/
  Quartiersbezogenen Verbrauchsprofile

§ Wechselwirkung mit lokalen Erzeugungs-
  anlagen

§ Auswirkung der Einbindung in Quartiers-
  Energiemanagement -> Flexibilitätsangebot                                                                                                        Quelle: [1]

§ Ermittlung Theoretischer Flexibilitäts-
  potentiale für Flexplattform oder VKW-Betreiber

§ Ökonomische Auswertung

                                                            Quelle: [1] Wietschel, Plötz, Kühn Gnann (Fraunhofer ISI): MARKTHOCHLAUFSZENARIEN FÜR ELEKTROFAHRZEUGE

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Untersuchung E-Mobilität in Quartieren: Methode

    § Transiente Simulation von Jahresscheiben mit entsprechenden Rahmendaten
      (EE-Residuallast, Bestand E-Mobilität, (Lade-)Technologien E-Mobilität).

    § Einfaches Gebäudemodell zur Generierung der thermischen Lastzeitreihe bzw.
      BHKW Erzeugungsprofil

    § Optimierung von unterschiedlichen Ansätzen zur Einbindung der E-Mobilität

    § Flexibilitätsmechanismen angelehnt an den Ansätzen im AP 8.2

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de   033
E-Mobilität als zusätzliche Flex-Option

                                      MSR-Technik

                                                                                          E-Mobilität
           Gebäudespezifische                          Lokale Erzeugung
           Verbräuche

                                                                    G

  Borderstep Institut | Dr. Severin Beucker | beucker@borderstep.de | www.borderstep.de                 034
Modellierung der Flex Abrufe - Input

Quartiersdaten
(Gebäude, Anlagen, MSR-
Technik)

E-Mobilität Szenarien

Nutzungsprofile
(Mobilität)

Externe
Anreize/Steuersignale
(Flexplattform / VKW)

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Modellierung der Flex-Abrufe - Output

                                                                                          Zeitreihen von
                                                                                          Verbrauch, Erzeugung,
                                                                                          Stromnetzaustausch
                                                                                          etc.

                                                                                          Auswertungen
                                                                                          Bilanzen: Verbräuche,
                                                                                          Finanzielle Erlöse

                                                                                          KPI: u.a. Grid support
                                                                                          coefficient, Deckung
                                                                                          von Flex Abrufen,
                                                                                          Verschiebbare Lasten
                                                                                          (kW, kWh/a)

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Erhebungsbogen: E-Mobilität in Quartieren

       Untersuchung E-Mobilität in Quartieren
       Datenerhebung

1.     Allgemeine Daten zum Quartier
1.1    Baujahr(e) des Quartiers                                                               -
1.2    ggf. Sanierung                                                                         -
1.3    Anzahl der Wohneinheiten                                                               WE
1.4    Anzahl der dort wohnenenden Personen                                                   Personen
1.5    Anzahl der PKW-Stellplätze                                                             Stellplätze

2.     Technische Daten zur Wärmeversorgung

2.1    Verbrauch Heizung                                                                      kWh
2.2    Verbrauch Trinkwarmwasser                                                              kWh

       Wärmeerzeugung 1
2.3    -Bitte wählen-
2.4    ---

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Fragen

n   Zu welchen der vorgestellten Themen/ Inhalte möchten Sie sich weiter austauschauen
    (z.B. Identifizierung von Flexibilitäten, Entwicklung von Geschäftsmodellen, Analyse von
    Elektromobilität, Erarbeitung der DIN SPEC, etc.)?

n   Weitere Analyse/ Modellierung von Quartieren aus AP 8.4 (Bedarf, Interesse)?

n   In welcher Form möchten Sie an den Themen/ Inhalten teilnehmen und welche Ergebnisse
    können gemeinsam erzielt werden?

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Sie können auch lesen