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Versorgungssicherheitim Verbundnetzbei vorwiegender Nutzung regenerativer Primärenergien
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das
europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur
Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines Stromnetzes
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb
Starke Gliederung der Infrastruktur in Erzeugungseinrichtungen, Übertragungsnetze und Verbraucher
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1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb
Gliederung des Stromnetzes in verschiedene Spannungsebenen (höhere Spannung für weitere Übertragung)
Einspeisung vorwiegend durch Großkraftwerke in höhere Spannungsebenen
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoAufbau eines “klassischen” Stromnetzes und Verbundbetrieb
Verbundbetrieb: Kopplung verschiedener Netze (gleiche Frequenz) führt zu Redundanz und Flexibilität
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoKlassische Primärenergieträger
Primärenergieträger als Speicher für Energie, welche in elektrische Energie umgewandelt werden kann
Primärenergie r ElektrischeEnergier
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoKlassische Primärenergieträger
Früher: v.a. fossile PrimärenergieträgerKraftwerke meist auf genau einen Primärenergieträger ausgelegt
1995
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung
Stromverbrauch nicht konstant, sondern tages- und jahreszeitabhängig - erzeugte Strommenge muss möglichst exakt dem Strombedarf entsprechen, andernfalls
Frequenzänderung
Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung
Grundlast: nur geringfügige Veränderungen b gedeckt von schwer regelbaren Kraftwerken (z.B. Kernkraftwerke)
Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status QuoNetzfrequenz und Tageslastdeckung
Mittel- und Spitzenlast: stetige Anpassung an den Strombedarf anhand von Prognosen
Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das
europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur
Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines Stromnetzes
2 Veränderte Anforderungen an das
europäische VerbundnetzErhöhung des Anteils der regenerativen Primärenergieträger
Energiewende: Ablösung fossiler Primärenergieträger durch RegenerativeBeeinflussung der Verfügbarkeit regenerativer Primärenergien durch Ort
und Zeit
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X
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Stromerzeugung kann bei einer Vollversorgung aus regenerativen Energien nur unzureichend an den Bedarf angepasst werden b drohende
Versorgungsengpässe
Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320
2 Veränderte Anforderungen an das
europäische VerbundnetzErhöhung des Anteils der regenerativen Primärenergieträger
Trend: dezentrale, kleine Anlagen statt großer Kraftwerke als Folge von Bürgerprotesten und der Liberalisierung des
Strommarktes
2 Veränderte Anforderungen an das
europäische VerbundnetzZunehmende Dezentralisierung der Versorgungseinrichtungen
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XXXXXX
XXXXXX
r
Bislang unzureichende Beteiligung dezentraler Kleinsteinspeiser an der Spannungshaltung b Gefährdung der Netzstabilität
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das
europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur
Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines Stromnetzes
Nutzung der bereits vorhandenen Technik in PV-Anlagen zur Regelung der Einspeisung
3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungBeteiligung dezentraler Einspeiser an der
Spannungshaltung
Zusammenschluss kleinerer Anlagen zu zentral gesteuerten und geregelten “virtuellen Kraftwerken”
Flosdorff, René/Hilgarth, Günther: Elektrische Energieverteilung, 8. Auflage, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2003 S. 320
3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungGlättung von Lastspitzen
Statt alleiniger Anpassung der Stromerzeugung gleichzeitige Anpassung des Verbrauches
Möglichkeiten: Kurzfristige, zentral gesteuerte Abschaltung von energiespeichernden Verbrauchern (Schwimmbadheizungen, Kühlhäuser
etc.) zur Reduktion der Spitzenlast
3 Lösungsansätze zur NetzstabilisierungEnergiespeicherung
#Überbrückung von Perioden mit geringem primärenergetischen Angebot durch Energiespeicher, dazu Umwandlung elektrischer Energie in andere
Energieformen
mögliche Kurzzeitspeicher: Akkumulatoren, Druckluftspeicherung, Pumpspeicher; Power-to-Gas-Konzept als mögliches
Langzeitspeichersystem
1 Grundlagen der Stromversorgung und
Status Quo2 Veränderte Anforderungen an das
europäische Verbundnetz3 Lösungsansätze zur
Netzstabilisierung4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines Stromnetzes
4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines StromnetzesVernetzung von Verbrauchern und Erzeugern durch Informationstechnologie
Erweiterung des Stromnetzes um eine KommunikationsschichtSmart Grid als Endzustand einer über Datenleitungen vernetzten
Stromversorgungsinfrastruktur
Physische Verbindung
Datenverbindung
4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines StromnetzesVernetzung von Verbrauchern und Erzeugern durch Informationstechnologie
Wiedererlangen der mit dem Wechsel zu regenerativen Primärenergieträgern eingeschränkten Flexibilität im Stromnetz
Physische Verbindung
Datenverbindung
4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines StromnetzesWeitere Nutzungsmöglichkeiten des Smart Grids
Ermöglichung neuer Kontroll- und Steuermechanismen, z.B. zentrale Steuerung aller Verbraucher eines Haushaltes über das
Internet
Neuartige Geschäftskonzepte b Nachhaltige Veränderung des Strom- und Energiemarktes
4 „Smart Grid“ als langfristige Vision
eines Stromnetzes
rErhebliches Innovationspotential
rEine Energiewende istbeim heutigen Stand
der Technik nur sehr
schwerumsetzbar