K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology
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110 Energieinnovation 2006<br />
4.5.3 „Energiem<strong>an</strong>agement in der Niedersp<strong>an</strong>nungsversorgung zur<br />
Integration dezentraler und fluktuierender Erzeuger“<br />
David Nestle*, Christi<strong>an</strong> Bendel<br />
(Institut für Solare Energieversorgungstechnik - ISET) 1<br />
Einleitung<br />
Windkraft und Photovoltaik haben ein enormes Potenzial zur elektrischen Stromerzeugung in Europa<br />
beizutragen. Für Deutschl<strong>an</strong>d allein, das in Bezug auf den Gesamtverbrauch weder bei der direkten<br />
Solareinstrahlung noch hinsichtlich des Windpotenzials besonders bevorzugt ist, werden die praktisch<br />
realisierbaren Potenziale jeweils auf mindestens 30 bis 40 % der Stromerzeugung geschätzt. Zugleich<br />
ist die Erhöhung des Anteils erneuerbarer und dezentraler elektrischer Energieerzeuger erklärtes Ziel<br />
der Europäischen Union. Der bereits begonnene Au<strong>sb</strong>au erneuerbarer elektrischer Energieerzeuger<br />
wird also fortgesetzt werden und durch steigende Preise für fossile Energieträger sowie Vorgaben zur<br />
Reduktion der Emissionen von Kohlenst<strong>of</strong>fdioxid noch forciert.<br />
Wind- und Solarkraftwerke passen sich in ihrer Leistung dem Primärenergie<strong>an</strong>gebot <strong>an</strong> und können<br />
nur abgeregelt werden. Daher stellt der zeitgenaue Abgleich von Erzeugung und Verbrauch eine<br />
wichtige und <strong>an</strong>spruchsvolle Aufgabe beim Betrieb eines Netzes mit hohem Anteil solcher Erzeuger.<br />
Das hier vorgestellte Konzept zur Integration von Lasten und Erzeugern der Niedersp<strong>an</strong>nungsversorgung<br />
in die Netzregelung k<strong>an</strong>n in Zukunft g<strong>an</strong>z wesentlich zu dieser Aufgabe beitragen.<br />
Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch<br />
Energie H<strong>an</strong>del<br />
(Trading)<br />
Betreiber<br />
virtuelles KW /<br />
Energie<strong>an</strong>bieter<br />
BEMI<br />
Verteilnetzbetreiber<br />
Energiemarkt<br />
Übertragungsnetzbetreiber<br />
Kommunikationssystem<br />
BEMI<br />
Abbildung 1: Kommunikation und H<strong>an</strong>del im liberalisierten<br />
Strommarkt mit Integration verteilter Erzeugung<br />
BEMI BEMI<br />
Durch Augleichseffekte der Wind- und Solarstromerzeugung innerhalb eines großen Gebietes lassen<br />
sich Einsparungen <strong>an</strong> Speicher- und Regelaufw<strong>an</strong>d erzielen. Industrielle Prozesse bieten ebenfalls<br />
noch Potenzial, klassisches Last- und Dem<strong>an</strong>d-Side-M<strong>an</strong>agement auszubauen. Wenn zugleich<br />
konventionelle Kraftwerkskapazität eingespart werden sollen, müssen aber weitere Potenziale zur<br />
Netzregelung aktiviert werden. Angesichts der Tatsache, dass ca. 50% des elektrischen Energieverbrauchs<br />
in Deutschl<strong>an</strong>d in der<br />
Niedersp<strong>an</strong>nungsversorgung<br />
stattfindet, wird durch ein<br />
Energiem<strong>an</strong>agement in diesem<br />
Bereich die Voraussetzung<br />
geschaffen, durch fluktuierende<br />
Erzeugung wie Photovoltaik<br />
tatsächlich konventionelle Kraftwerke<br />
zu ersetzen und bei<br />
weiterem Au<strong>sb</strong>au erneuerbarer<br />
Erzeuger die Netzstabilität zu<br />
sichern.<br />
Die Einbeziehung der gewaltigen<br />
Zahl von Einzel<strong>an</strong>lagen in der<br />
Niedersp<strong>an</strong>nungsversorgung bei<br />
jeweils unabhängigen Kunden<br />
erfordert ein effizientes<br />
Kommunikations- und H<strong>an</strong>delssystems<br />
zwischen den Marktteilnehmern<br />
des liberalisierten Strommarktes (Abb. 1). Ein wesentlicher Aspekt des wirtschaftlichen<br />
Energiem<strong>an</strong>agements ist auf dem liberalisierten Strommarkt die Berücksichtigung der Stromkosten,<br />
die sich aufgrund eines ständig notwendigen Ausgleichs der schw<strong>an</strong>kenden Erzeugung und der<br />
schw<strong>an</strong>kenden Last dynamisch verhalten. Strompreise, welche den variablen Grenzkosten der<br />
Stromerzeugung entsprechen, sind aus allokationstheoretischer Sichtweise volkswirtschaftlich<br />
effizient. Das gilt grundsätzlich auch für die Niedersp<strong>an</strong>nungsversorgung. Obwohl der Kunde in seiner<br />
Reaktion auf den vorgegebenen Preis frei ist, lässt sich durch statistische Mittelung und Prognose die<br />
Gesamtreaktion der Kunden eines Versorgungsgebietes sehr genau im Voraus berechnen. Dadurch<br />
1 Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET)<br />
e.V., Königstor 59, D-34119 Kassel, Tel.: ++49-561-7294-234, Fax: ++49-561-7294-200,<br />
e-mail: dnestle@iset.uni-kassel.de, Url: http://www.iset.uni-kassel.de;