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Post on 05-Apr-2015
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Vortrag zur Energiewirtschaft und Energiesysteme
Virtuelles Kraftwerk
Quelle:Translation towards a sustainable energy system
Inhaltsverzeichnis 2
Gliederung
• Definition• Motivation• Bausteine und Funktionsweise• Vergleich• Marktaussicht• Fazit
Definition 3
• Zusammenschaltung verschiedener Anlagen mit Erneuerbaren - und auch konventionellen Energie- quellen – funktioniert wie eine Einheit
• Zentrale Steuerung bzw. Regelung der auf mehrere Standorte verteilten Produktionskapazitäten durch Energiemanagement
• Informationsaustausch und Vernetzung von Verbraucher- und Erzeugerseiten
VK- ein dezentraler Kraftwerkspark
Motivation 4
Herausforderung des liberalisierten Strommarktes und der Gesetze
• Freier Handel• Flexible Liefermenge an der Strombörse• Genauere Voraussage zur Verbraucherseite und
Erzeugerseite• Sichere, regelbare, zuverlässige Energieangebote Einsatz nach Fahrplan
bessere kurzfristige Regelung
• Politisch: Ausstieg aus der Kernkraft• Ökologisch: Kyoto-Protokoll• EEG,KWKG, Stromeinspeisungsgesetz Änderung der Versorgungsstruktur: Stromerzeugermix
Motivation 5
Nutzung erneuerbarer Ressourcen
• Wasserkraftwerk (Lauf-, Speicher-, Pumpkraftwerk)
• Photovoltaik, solar Thermik• Windkraftwerk (konventionell, off-shore)• Geothermie • Brennstoffzelle• Biomasse
(Verbrennung, Verflüssigung, Vergasung)
Motivation 6
Beschränkung bei der Nutzung erneuerbarer Energie
• Genauere Prognose besonders schwierig bei EE, z .B: meteorologische Vorhersage für Windkraftwerk und PV Anlage
DEA:• Handelsmenge ist beschränkt aus einzelnen Anlagen• Vervielfachte Parameter bei der Netzeinspeisung
Notwendigkeit der Integration
Bausteine 7
Bausteine eines virtuellen KraftwerkHardware:
•Dezentrale Energie Anlage-Systeme - Generator Verbund
•Energiespeichersysteme
•Power Quality Systeme
•Leittechniksystem
•Lastverbund
Software-Energiemanagementsystem:
•Prognosewerkzeug
•Optimierungsprogramme
Kommunikationssysteme:
•Funk, Telefon, ISDN
•Powerline communication
Funktionsweise 8
Quelle: EUS
Funktionsweise 9
Quelle: SESAM Projekt von Uni Karlsruhe
Selbstorganisation und Spontaneität in liberalisierten und harmonisierten Märkten
Funktionsweise 10
Leistungsschwankung der Stromerzeugung wird geglättet
Vergleich 11
Vergleich mit konventionellen Kraftwerken
• vergleichbare Dimension an Leistung• Einsatz der erneuerbaren Energien• besondere Anforderung an
Kommunikationssysteme
• neue Poolbildung und Vermarktung
Vergleich 12
Vergleich mit einem virtuellen Regelkraftwerk
• VRK: Verbund aus industriellen und kommunalen Großkraftwerken
• Ziel:Marktorganisation der RegelenergieFlexible Poolbildung und stundenweise
Energieangebote
• Teilnahmebedingung am VRK -Beispiele aus Saarland Fernwärme AG:
=>mindestens ein MW Leistung=>diese Leistung mit einer Arbeitsverfügbarkeit von
95% in maximal 7 Minuten ans Netz gebracht =>mindesten 4 Stunden am Netz gehalten
Quelle: STEAG Saar Energie AG
Vergleich 13
Zusammenfassung der Vorteile des Virtuellen Kraftwerks
Hauptvorteile:• Ergänzung zu Großkraftwerken • Elegante Kombination regenerativer und fossiler Energiequellen• Optimierung der dezentralen Energieversorgung• Bereitstellung von Spitzenstrom / Glättung von Lastspitzen
("peak shaving") • der dynamische Markt bietet die Möglichkeit, spontan auf
Kundenbedürfnisse und veränderte Angebotslagen zu reagieren • bietet neue Arbeitsplätze
Sekundäre Wirkungen : • Bereitstellung von Systemdienstleistungen• Nutzung als KWK- Anlage
Vergleich 14
Die Greenpeace- Alternativezu den neuen Braunkohle-Blöcken in Neurath
Vergleich 15
Jährliche Emissionen des alternativen Kraftwerkparks gegenüber dem BoA-Kraftwerk sowie gegenüber der Altanlage
20
Vermiedene Emission durch Fernwärmenutzng (1.215.257 Tonnen CO2)
Vergleich 16
technisch stabile Erzeugung von 100 Prozent sauberem Strom
Stromerzeugung des alternativen Kraftwerkparks in einer windschwachen Woche, 8000 h/a, 2.000MW
Vergleich 17
mehr als neunmal so viele Arbeitsplätze gesichert
Vergleich 18
Vergleich mit dem konventionellen Top - Down System
• Vernetzung auf der Niederspannungsebene
• Produzieren in der Nähe von Verbrauchern
Qulle: Genossenschaftstag greenpeace energy e.G. 15. –16. Oktober 2004, Hamburg
Marktaussicht 19
Anforderung an ein VK auf dem liberalisierten Strommarkt
• Aufrufbarkeit der einzelnen Anlage • Ausreichende Laständerungsgeschwindigkeit • diskriminierungsfreier Betrieb der einzelnen
Erzeugungsanlagen • Unabhängigkeit der Betreiber des VKs von
anderen Netznutzern• Erweiterbarkeit des VKs• kostengünstige Kommunikation• widerspricht nicht dem Unbundling
Marktaussicht 20
Marktchancen
• Die Wirtschaftlichkeit von einzelnen DEA kann durch die Zusammenfassung zu einem virtuellen Kraftwerk entscheidend verbessert werden
• Politische, technologische und ökonomische Rahmenbedingungen führen zu einer starken Zunahme der regenerativen Stromerzeugung
• Der Markt für virtuelle Kraftwerke befindet sich noch im Aufbau, verspricht aber ein hohes Potential
• Hürde: Hohe Kosten der Kommunikation und Aufwand der zentralen Steuerung
Marktaussciht 21
Anwendung
• Lokaler Einsatz• Internationale Netzverbünde (Szenario)
europäische Windenergie +Solarenergie aus Nordafrika + Windkraft aus Südmarokko mittels HGÜ (HochspannungsGleichstromübertragung)
oder über Wasserstoffpipeline
Marktaussicht 22
Pilotprojekte in Deutschland
• Virtuelles Kraftwerk der Stadtwerke Unna (1.4 Mio. € ,5 BHKW+2WKA +1PV +1Wasserkraftwerk- EUS,NRW)
• Virtuelle Brennstoffzellen-Kraftwerk - VFCPP(31BZ*4,6KW, Vaillant, NRW)
• Virtuelles Kraftwerk in FH- Bingen (Mikro- KWK, Rheinland-Pfalz)
• Forschungsprojekt virtuelles Kraftwerk der Harz Energie (mini- BHKW, TU Clausthal)
Marktaussicht 23
Aussicht aus der Welt
• In den Niederlanden (Meerstad - wasserreiche „Bauernhof“ Landschaft)
(Vaillant) EU Projekt
1000 Mikro- KWK für Gebäudeheizungen• Möglichkeiten in den Entwicklungsländern
Ende 24
Fazit
• Neue Energietechnologie + Neue Kommunikationstechnik
• Alternative zur Braunkohle und Kernenergie• Alternative zum Netzausbau (nur in mittlere und
niedrige Spannungsebene)• Ein enormes Potential an Reserveleistung• Schafft neue Arbeitsplätze• Aufgrund der unausgereiften Technologien und
fehlenden Ordnungsrahmen ist das VK noch ein riskantes Konzept
Vortrag zur Energiesystem und Energiewirtschaft
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Quellen• www.de.wikipedia.org• www.greenpeace.de/themen/energie/fossile_energien/ar
tikel/2000_megawatt_sauber• www.energymeteo.de/• www.eeh.ee.ethz.ch/downloads/academics/studentproje
cts/pps_0203_michel.pdf• www.eus.de• www.initiative-brennstoffzelle.de/de/live/pilotprojekte/vfcp
p/liste.html
Vortrag zur Energiesystem und Energiewirtschaft
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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