Kein Folientitel

Transcrição

Kein Folientitel
Energiespeicherung als Teil des Lastmanagements - eine zwingende
Voraussetzung für die Integration großer Windkraftleistungen?
Stand des Wissens und Perspektiven
Ž
Entwicklung der Windenergie
Ž
Energieversorgungsstrukturen im Wandel
Ž
Demand Side Management
Ž
Speichermöglichkeiten und Umsetzung
Ž
Europäische Forschungsaktivitäten
Prof. Dr. Jürgen Schmid
Dr.-Ing. Martin Hoppe-Kilpper
Institut für Solare
Energieversorgungstechnik
Verein an der
Universität Kassel e. V.
Dipl.-Ing. Aleksandra
Saša Bukvić-Schäfer
Fachgebiet
Rationelle Energiewandlung
Universität Kassel
Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.
Systemtechnik für die Nutzung Erneuerbarer
Energien und die Dezentrale Energieversorgung
Anwendungsnahe Forschung und Entwicklung
Windenergie
Photovoltaik
Biomassenutzung
Energiewandlung und Speicher
Hybridsysteme
Energiewirtschaft
Information und Weiterbildung
Vorstand:
Personal:
Jahreshaushalt:
Informationen:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schmid
Dr. rer. nat. Oliver Führer
ca. 72 Mitarbeiter/innen
rund 8 Mio. Euro
www.iset.uni-kassel.de
Windenergie
20000
40000
MW
GWh
World
35000
17500
Europe
Germany
30000
15000
German wind energy production
25000
12500
20000
10000
15000
7500
10000
5000
5000
2500
0
0
1990
1991
1992
1993
1994 1995 1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002 2003
Speicher
Batterie
Schwungradspeicher
Redox-Flow-Batterie
Photovoltaik
Szenario für Deutschland
Energieversorgungsstrukturen im Wandel
Zusätzlich dezentrale Einspeisung
Kohle
Kernkraft
Wasser
Bedarfsdeckung durch Handel
Leistungsreserven werden durch
Handel reduziert bzw. eliminiert
Last- und Kostenoptimierung
durch Dialog
Windpark
Zeitvariable Tarife
Bidirektionale Kommunikation und
großer Informationsfluss
erforderlich
PV
BZ
Wind
PV
BZ
KWK
Power-Quality- und Netzmanagement
Prognosesystem für die Leistung aus Windenergieanlagen
Stufe 1:
Online-Modell rechnet aus wenigen
gemessenen Windparks die aktuelle
Leistung aller Anlagen hoch
Stufe 2:
Prognose-Modell berechnet aus
aktueller Leistung und Wettervorhersage
die zu erwartende Windleistung
Genauigkeit im statistischen Mittel
über 90 % bei 48-Stunden-Prognose
über 95 % bei 3-Stunden-Prognose
Einsatz:
E.ON-Netz
Vattenfall Europe Transmission
RWE-Net
Windenergie in der elektrischen Energieversorgung
Power performance of 5,400 turbines (one month)
3500
Wind Generation [MW]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0
4
8
12
16
20
24
28 Days
Windenergie in der elektrischen Energieversorgung
Power performance of a single turbine (one day)
3500
3000
Megawatts
2500
2000
1500
1000
500
0
0:00
2:00
4:00
6:00
8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Windenergie in der elektrischen Energieversorgung
Tag mit hohem Windanteil (Beispiel Vattenfall Europe)
7.000
Abgabe aus dem Übertragungsnetz
EEG-Einspeisung
Gebietslast
6.000
Leistung [MW]
5.000
4.000
3.000
2.000
1.000
0
00:00
11.02.02
12:00
00:00
12.02.02
12:00
00:00
13.02.02
12:00
00:00
14.02.02
12:00
Short-term prediction of wind power generation
Wind power generation into E.ON Netz control zone
17.02.2002 - 24.02.2002 - observed and 24 hour forecast
4000
Online
Forecast
3500
Power [MW]
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
17.02 00
18.02 00
19.02 00
20.02 00
21.02 00
Time
22.02 00
23.02 00
24.02 00
Windenergie in der elektrischen Energieversorgung
Typischer Wochengang der Netzlast mit Windeinspeisung
20000
load w/o wind
18000
load incl. wind
16000
Power [MW]
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
24
48
72
96
Hours
120
144
168
Windenergie in der elektrischen Energieversorgung
Typischer Wochengang der Netzlast und Prognosefehler
20000
energy lack
18000
konv. power
16000
Power [MW]
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
24
48
72
96
Hours
120
144
168
Gleichgewicht
Demand Side Management
•Lastreduzierung
•Lastverlagerung
P
P
t
t
•Lastabschaltung
•Lastanhebung
P
P
t
t
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
10:00
9:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
€/MWh
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
10:00
9:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
kW
Umsetzung des Lastmanagements
4,5
4
3,5
3
2,5
1,5
2
0,5
1
0
Zeit
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Intelligentes Lastmanagement
Wettervorhersage
Gebäudedaten
Status des Speichers
Gebäude
Vorhersage der Raumtemperatur
Preisinformation
Fahrweise der Anlage
Security of Supply
Prof. Dr. J. Schmid
How does the APX DAM work?
Price determination on spot market
Amsterdam Powe r Exchange
Price
Demand
Supply
I
I
I
I
clearing price
I
Hourly day-ahead
bids
Physical delivery
Central counterpart
Hourly equilibrium
price (Euro/MWh
(Euro/MWh))
Hourly volumes /
prices are
published
Quantity
traded volume
Spot market: two-sided bidding auction as in most countries
11.03.04
Source: P. Boonekamp
Matur ing Electr icity Ma rket
14
Lebensmittelhandel
Bürogeräte
11%
Kühlung
48%
Beleuchtung
26%
Kraft
6%
elektr. Kleingeräte
9%
Security of Supply
Source: Rob Pratt
Security of Supply
Source: Rob Pratt
Distributed Generation with high Penetration of
Renewable Energy Sources
Verteilte Energieerzeugung mit einem
hohen Anteil erneuerbarer
Energiequellen
37 Partner aus
11 europäischen
Ländern:
Energieversorgungsunternehmen
Industrie und
Ingenieurbüros
Forschungszentren und
Universitäten
• Econnect
• ICSTM
• Uni Duisburg
Uni Strathclyde •
ECN • • ISET
• Uni Lodz
UMIST •
APX • • GhK • SMA
KU Leuven •
• FhG ISE • MVV Energie
The MeT Office •
Cogen •
• EMD
• DuTrain
• Armines
• Kirsch
• SWK • Arsenal
• Alstom T&D
• Verbundplan
• CENERG
• Vergnet
• Uni Genova
• EDF
• CESI
• Iberdrola
Redes
• EHN Labein
• Iberdrola
Generation
• ICCS / NTUA
• CRES
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!