Herausforderungen an die Informatik von Heute für die Stromversorgung von Morgen

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Förderverein Technische Fakultät

Technologie

Smart Grids
Herausforderungen an die Informatik von Heute für die Stromversorgung von Morgen
Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff
Energieinformatik

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff

2 Motivation „Smart Grids“
Worum geht‘s?

►  Verbrauchernahe Energieerzeugung fossiler Großkraftwerke
►  Zeitliche und räumliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch im regenerativ
geprägten Smart Grid
►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

3 Elektrischen Energieversorgung
Betriebsführung
Δf > 0,05 Hz?
dreht langsamer

Generator 380kV

Transformator 110kV
Frequenz und Leistung wird
entsprechend gesteigert

Transformator 1-60kV

0,4kV

Last 3

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff

4 Auswirkungen auf die Betriebsführung
Dezentrale regenerative Energieerzeugung

►  Wachsende Prognoseunsicherheit
►  Zunahme regenerativer (nicht planbarer) Erzeuger
►  Rückbau fossiler (planbarer) Großkraftwerke

mehr kurzfristige (teure) Regelenergie notwendig

►  Regenerative Einspeisung bedeutet privilegierte Einspeisung
►  Rückgang der „Residualen Last“
►  Verdrängung konventioneller Kraftwerke
►  Preisanomalien

Leistung
Windkraft
Photovoltaik
Verbrauch
00:30 12:00 23:30

Bsp. Starkwind

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

5 Auswirkungen auf die Wirkleistungsbilanz
Korrelation von Last, Einspeisung (Wind) und Preis (2007/08)

Höchstpreise
zu Starklastzeiten

Negative Preise zu
Schwachlastzeiten

Last in GW
Quelle: Fraunhofer IWES, Kassel, 2010

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

6 Negative Regelenergiepreise
Radikale neue Geschäftsmodelle?

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

7 Projekt „Hot Air“

Air

Projekt
Hot

Investitionen:
1000 Haarföhne (je 1500 W, € 5,- p.P.)  € 5000,-
Mehrfachsteckdosen und Kabel  € 5000,- (geschätzt)

Einnahmen:
€ 150,- p. MWh: unser Föhnpark macht € 225,- p.h.

Break-even nach nur 45 h! Oder?!

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

8 Projekt „Heiße Luft“

►  Völlig abwegige Idee!!
►  Naheliegende Gründe
►  Außerdem: Technische Mindestanforderungen machen den Föhn-Park teurer als
gedacht

►  Praktikablere Umsetzung?
►  Sinnvoller/ökologischer Einsatz flexibler Verbraucher/Erzeuger

Identifizieren geeigneter Akteure...

►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

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1. Smart Grids Herausforderungen an die Informatik von Heute für die Stromversorgung von Morgen Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff Energieinformatik ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff

2. 2 Motivation „Smart Grids“ Worum geht‘s? ►  Verbrauchernahe Energieerzeugung fossiler Großkraftwerke ►  Zeitliche und räumliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch im regenerativ geprägten Smart Grid ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

3. 3 Elektrischen Energieversorgung Betriebsführung Δf > 0,05 Hz? dreht langsamer Generator 380kV Transformator 110kV Frequenz und Leistung wird entsprechend gesteigert Transformator 1-60kV 0,4kV Last 3 ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff

4. 4 Auswirkungen auf die Betriebsführung Dezentrale regenerative Energieerzeugung ►  Wachsende Prognoseunsicherheit ►  Zunahme regenerativer (nicht planbarer) Erzeuger ►  Rückbau fossiler (planbarer) Großkraftwerke mehr kurzfristige (teure) Regelenergie notwendig ►  Regenerative Einspeisung bedeutet privilegierte Einspeisung ►  Rückgang der „Residualen Last“ ►  Verdrängung konventioneller Kraftwerke ►  Preisanomalien Leistung Windkraft Photovoltaik Verbrauch 00:30 12:00 23:30 Bsp. Starkwind ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

5. 5 Auswirkungen auf die Wirkleistungsbilanz Korrelation von Last, Einspeisung (Wind) und Preis (2007/08) Höchstpreise zu Starklastzeiten Negative Preise zu Schwachlastzeiten Last in GW Quelle: Fraunhofer IWES, Kassel, 2010 ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

6. 6 Negative Regelenergiepreise Radikale neue Geschäftsmodelle? ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

7. 7 Projekt „Hot Air“ Air Projekt Hot Investitionen: 1000 Haarföhne (je 1500 W, € 5,- p.P.)  € 5000,- Mehrfachsteckdosen und Kabel  € 5000,- (geschätzt) Einnahmen: € 150,- p. MWh: unser Föhnpark macht € 225,- p.h. Break-even nach nur 45 h! Oder?! ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

8. 8 Projekt „Heiße Luft“ ►  Völlig abwegige Idee!! ►  Naheliegende Gründe ►  Außerdem: Technische Mindestanforderungen machen den Föhn-Park teurer als gedacht ►  Praktikablere Umsetzung? ►  Sinnvoller/ökologischer Einsatz flexibler Verbraucher/Erzeuger Identifizieren geeigneter Akteure... ►  Jun.-Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff 10.05.12

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