Dezentrale Energiesysteme: Übergeordnetes Erzeugungsmanagement führt Dezentrale zusammen – und steigert schon heute die Rendite.

Dezentrale Energieerzeugungsanlagen (DEA) im Niederspannungsnetz speisen heute die jeweils maximal erzeugbare Leistung autark in das öffentliche Netz ein. Die starren Vergütungsmodelle nach dem Erneuerbare- Energien- und dem Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz fördern diese „soviel-wie-möglich“- Methode, um eine hohe Rendite zu erzielen. Doch mit zunehmender Anzahl installierter DEA kommt immer mehr die Frage auf, wie die vielen Anlagen besser in den Betrieb des Netzes integriert werden können.

Aktuelle Forschungsprojekte setzen für die Zukunft auf andere Vergütungsmodelle. Und schon heute gibt es für die größeren Anlagen in der Niederspannung und insbesondere für Anlagen in der Mittelspannung lohnende Lösungen zur Verbesserung der Rendite durch Einsatzoptimierung und die Teilnahme am Markt für Regel- und Ausgleichsenergie. Die Grundlage ist das IT-gestützte Poolen von DEA, mit dem dezentrale Erzeuger von heute zu einem Virtuellen Kraftwerk (VK) zusammenwachsen.

Variablen Tarifen gehört die Zukunft

In Fachkreisen wird immer mehr der Einsatz variabler Tarife für die Vergütung von dezentraler Einspeisung diskutiert. Damit soll ein Anreiz geschaffen werden, die Erzeugung dezentraler Anlagen in die Zeiten hohen Leistungsbedarfs und damit hoher Preise zu verschieben. Gerade KWK-Anlagen mit einem Wärmespeicher bieten hier besonders günstige Voraussetzungen, weil die Stromproduktion so in gewissen Grenzen von der Wärmeproduktion entkoppelt werden kann.

Untersuchungen im Forschungsprojekt DINAR1, das die EUS GmbH und das ISET zusammen mit 17 Partnern durchführen, zeigen, dass durch die Teilnahme an den Energiemärkten und der Verlagerung der Stromproduktion in Zeiten hoher Vergütung ein Mehrwert gegenüber der heutigen fixen Vergütung erzielt werden kann. Voraussetzung ist die Übermittlung von Preisinformationen und die Möglichkeit zur Marktteilnahme. Um marktgerechte Erzeugungsleistungen und Handlingkosten zu erreichen, ist dabei ein Pooling der DEA sinnvoll.

Parallel ist im Projekt DINAR das Lastmanagement betrachtet worden. Heute schon werden große Industrieverbraucher als negative Regelenergie eingesetzt. Allerdings ist das wirtschaftliche Potenzial bei haushaltnahen Anwendungen gering. Dennoch gibt es Ansätze, durch variable Tarife auch in der Niederspannung eine bessere Anpassung von Erzeugung und Verbrauch zu erzielen. Immerhin werden ungefähr 50 % der elektrischen Energie in der Niederspannung umgesetzt.

Wenn die Gestaltung der rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bleibt, dann machen die derzeitigen Regelungen in Deutschland die Umsetzung schwierig. Das Erneuerbare-Energien- und das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz setzen derzeit keine Anreize für eine variable Vergütung. Ebenso ist bei Standardlastkunden meist nur ein fixer Tarif, manchmal auch ein Hoch- und Niedrig-Tarif im Einsatz. Die technischen Möglichkeiten zur Realisierung variabler Vergütung sind gegeben. Für die praktische Durchsetzung ist die politische Initiative gefragt.

Kommunikation als Schlüssel

Voraussetzung für ein effizientes Energie- und Lastmanagement ist die informationstechnische Vernetzung von Anlagen und beeinflussbaren Verbrauchern mit einem übergeordneten Energiemanagementsystem. Für den Erfolg ist eine kostengünstige Kommunikationslösung entscheidend.

Zwar besitzen viele DEA Schnittstellen für die Fernwartung oder die Erfassung von Betriebs- und Erzeugungsdaten. Leider wird aber kein einheitlicher Kommunikationsstandard verwendet. Erfreulich ist, dass auf europäischer Ebene nun der Weg für eine einheitliche Normung auf Basis des IEC 61850-Standards gelegt worden ist (siehe Forschungsprojekt „Netzwerk Energie und Kommunikation2“). Damit würde ein durchgängiger Standard von der Stationsebene bis hin zur DEA geschaffen.

Die Frage nach dem richtigen Kommunikationsmedium wie DSL, Telefonie, Mobilfunk oder DLC/PLC (Distributionline-/Powerline-Communication) ist aus technischer Sicht nachgeordnet, da moderne Systeme alle diese Medien bedienen können. Im Vordergrund stehen der Kosten. Die Mitnutzung vorhandener Medien ist meistens günstiger als der Aufbau eines neuen Kommunikationsmittels.

Pooling von Anlagen steigert schon heute die Rendite

Insbesondere bei größeren KWK-Anlagen ab einigen 100 kW lässt sich heute die Rendite erhöhen, wenn diese Anlagen zu einem Virtuellen Kraftwerk zusammengefasst werden. Die Möglichkeiten reichen von einer Einsatzoptimierung, bei der die Anlagen nach Erlösen, Brennstoffkosten, thermischem Bedarf und vereinbarten Bezugs- oder Lieferleis-tungen optimiert werden, über die Lieferung von Ausgleichsenergie zur Ausregelung eines Bilanzkreises bis hin zur Teilnahme am Regelenergiemarkt für die Minutenreserve.

Lösungen der EUS für die dezentrale Energieversorgung

Die EUS - ein Unternehmen der KISTERS Gruppe - bietet mit VK.Power ein virtuelles Kraftwerk, das durch den wirtschaftlich optimalen Einsatz dezentraler elektrischer und thermischer Erzeugungseinheiten Wettbewerbsvorteile sichert und die Rendite vorhandener Anlagen steigert. Die Kommunikationsanbindung erfolgt über die EUS-Teleservicetechnologie Maximus.TS. Aber auch als Stand-alone-Lösung lassen sich mit Maximus.TS SCADA-Funktionalitäten für Anlagen kleinerer und mittlerer Leistungsklasse wie Fernüberwachung, Fernkontrolle und Betriebsauswertungen realisieren, wie sie von Leitsystemen für Großanlagen bekannt sind. Die Prozessanbindung kann über die EUS-Baugruppen Maximus.DSC, Maximus.CC-Kompaktregler oder Maximus.CC-CPU-Modul sowie über bereits vorhandene Systeme erfolgen. Das EUS-Leistungspaket umfasst nach einem ersten kostenlosen Fachgespräch individuelle Beratungsleistungen wie eine Wirtschaftlichkeitsanalyse und die Erstellung eines Leistungsverzeichnisses sowie die Realisierung des Gesamtsystems.

1 „DINAR: Dezentrale regenerative Energieversorgungsanlagen – Technische und wirtschaftliche Integration in den Netzbetrieb und Anpassung von Rahmenbedingungen“, gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), FKZ 0329900E, www.projekt-dinar.de
2 „Netzwerk Energie und Kommunikation“, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), FKZ 01SF0305, www.netz-euk.de

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